JP2001248326A - 制震装置および制震構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の大型化を招くことなく制震性能の向上
を図ることのできる制震装置を提供する。 【解決手段】 建築構造物の下側梁部１６上に設置され
た粘性体貯溜槽１４と、建築構造物の上側梁部２０から
垂下されて粘性体貯溜槽１４に貯えられた粘性体１２中
に浸漬された面内振動抑制板１８とを備えた制震装置に
おいて、上側梁部１６と面内振動抑制板１８との間に履
歴型振動減衰器２６を設け、この履歴型振動減衰器２６
を介して面内振動抑制板１８を上側梁部２０に固定した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の横揺れを
抑制する制震装置および制震構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】中層及び高層の建築構造物や鉄道高架橋
のような土木構造物は、一般に、その骨組としてラーメ
ン構造を採用している。このため、地震力等によって上
層階と下層階との間に層間変形が生じることがあり、こ
の層間変形が横揺れとなって現れ、層間変形が増大する
と、構造物の破壊につながる。

【０００３】このような層間変形に起因する横揺れを抑
制して構造物の健全性を保つために、従来より種々の制
震装置が考案されており、その中の一つに粘性体または
粘弾性体を利用して構造物の横揺れを抑制する制震装置
が知られている（特開平１−９７７６４号公報）。

【０００４】図２６は前記した制震装置の正面図で、図
２７はその縦断面図である。図２６及び図２７におい
て、制震装置１０は粘性体１２または粘弾性体を貯溜し
た箱形の粘性体貯溜槽１４を備えており、この粘性体貯
溜槽１４は構造物の下側梁部１６上に固定されている。
また、制震装置１０は方形状の面内振動抑制板１８を備
えている。この面内振動抑制板１８は粘性体貯溜槽１４
の内面と接触しない程度の大きさに形成され、構造物の
上側梁部２０から垂下されて前記した粘性体１２中に浸
漬されている。

【０００５】このように構成される制震装置１０は、た
とえば下側梁部１６と上側梁部２０との間に地震力によ
る層間変形が生じ、これにより面内振動抑制板１８が粘
性体貯溜槽１４に対して水平方向に移動しようとする
と、面内振動抑制板１８に粘性体または粘弾性体１２の
粘性抵抗が作用するので、層間変形による横揺れを面内
振動抑制板１８に作用する粘性抵抗によって抑制するこ
とが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た制震装置においては、制震性能を高めるために、面内
振動抑制板１８の表面積を大きくしようとすると、これ
に合わせて粘性体貯溜槽１４も容積の大きい粘性体貯溜
槽にしなければならない。このため、装置の大型化を招
き、架構空間に対する占有面積を増大させるという問題
があった。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は装置の大型化を招くこ
となく制震性能の向上を図ることのできる制震装置およ
び制震構造物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、構造物の下側梁部上に設置さ
れた粘性体貯溜槽と、前記構造物の上側梁部から垂下さ
れて前記粘性体貯溜槽に貯えられた粘性体中に浸漬され
た面内振動抑制板とを備えた制震装置において、前記上
側梁部と前記面内振動抑制板との間もしくは前記下側梁
部と前記粘性体貯溜槽との間に履歴型振動減衰体を設
け、この履歴型振動減衰体の上面を前記上側梁部の下面
もしくは前記粘性体貯溜槽の下面に固定するとともに、
前記履歴型振動減衰体の下面を前記面内振動抑制板の上
面もしくは前記下側梁部の上面に固定してマックスウェ
ル型振動減衰機構を形成したことを特徴とする。このよ
うな構成の制震装置において、前記上側梁部と前記面内
振動抑制板との間もしくは前記下側梁部と前記粘性体貯
溜槽との間に、前記面内振動抑制板または前記粘性体貯
溜槽の変位を前記上側梁部および前記下側梁部の長手方
向のみに許容する変位方向規制手段を設けることが好ま
しく、前記方向規制手段は、前記上側梁部の下面もしく
は前記粘性体貯溜槽の下面に固定された上側ガイドと、
前記面内振動抑制板の上面もしくは前記下側梁部の上面
に固定された下側ガイドとからなり、前記上側ガイドの
下面にはガイド凹部もしくはガイド凸部が前記上側梁部
および前記下側梁部の長手方向に沿って設けられ、前記
下側ガイドの上面には前記ガイド凹部もしくはガイド凸
部とスライド可能に係合する係合凸部もしくは係合凹部
が設けられていることが好ましい。

【０００９】請求項４の発明は、構造物の下側梁部上に
設置された粘性体貯溜槽と、前記建築構造物の上側梁部
から垂下されて前記粘性体貯溜槽に貯えられた粘性体中
に浸漬された面内振動抑制板とを備えた制震装置におい
て、前記面内振動抑制板もしくは前記粘性体貯溜槽に履
歴型振動減衰体の一端面を固定し、この一端面と反対側
の履歴型振動減衰体の他端面を前記粘性体貯溜槽もしく
は前記面内振動抑制板を固定してフォークト型振動減衰
機構を形成したことを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明は、構造物の下側梁部と上
側梁部との間に粘性型振動減衰器を配置し、この粘性型
振動減衰器を介して前記建築構造物の地震時等の架構の
水平方向の横ずれを抑制するように構成した制震装置に
おいて、前記粘性型振動減衰器に履歴型振動減衰装置を
直列または並列の関係となるように接続して結合機構を
形成し、この結合機構の一端を前記下側梁部に連結し、
この一端と反対側の結合機構の他端を前記上側梁部に連
結したことを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明は、構造物の架構に入力す
る振動エネルギを吸収する手段として、請求項１乃至５
のいずれかに記載の制震装置を用いたことを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施形態に係る制震
装置の正面図で、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で
ある。図１及び図２において、本発明の第１の実施形態
に係る制震装置２２は、構造物の下側梁部１６上に固定
された粘性体貯溜槽１４を備えている。この粘性体貯溜
槽１４は上部を開口させて箱形に形成されており、その
内部には例えば炭素系化合物、シリコーンオイル等の粘
性体もしくはアスファルトゴム質からなるゲルのような
粘弾性体１２が貯溜されているとともに、下側梁部１６
と上側梁部２０との間に発生する層間変形を抑制する方
形状の面内振動抑制板１８が挿入されている。

【００１４】前記面内振動抑制板１８は粘性体または粘
弾性体１２中に浸漬された矩形状の板状部１８ａを有し
ており、この板状部１８ａと粘性体貯溜槽１４の内面と
の間には、予想される層間変形が生じても板状部１８ａ
が粘性体貯溜槽１４の内面に接触しない程度の隙間が形
成されている。また、面内振動抑制板１８は上端部に板
状の取付部１８ｂを有しており、この取付部１８ｂと上
側梁部２０との間には、複数個（例えば３個）の履歴型
振動減衰体２６が上側梁部２０の長手方向（面内水平方
向）にほぼ等間隔で設けられている。

【００１５】前記履歴型振動減衰体２６は、図３に示さ
れるように、振動エネルギを吸収する振動エネルギ吸収
体２８を備えており、この振動エネルギ吸収体２８の両
端面は長方形状の取付板３０，３２を介して上側梁部２
０の下面と取付部１８ｂの上面に固定されている。

【００１６】振動エネルギ吸収体２８は、図４に示され
るように、ゴム等の拘束層と金属層とを上下方向に交互
に積層して形成された積層体３４と、この積層体３４の
上面及び下面に加硫接着された二枚の金属板３６，３８
とを備えており、これらの金属板３６，３８はそれぞれ
複数本のボルト４０によって取付板３０，３２にそれぞ
れ固定されている。また、振動エネルギ吸収体２８は積
層体３４内に埋設された円柱形状の鉛プラグ４２，４４
を備えており、これら鉛プラグ４２，４４の両端面に
は、縞鋼板等からなる付着摩擦材４５が設けられてい
る。つまり、振動エネルギ吸収体２８は振動エネルギを
吸収する鉛プラグ４２，４４と、鉛プラグ４２，４４を
拘束する積層体３４とから構成される。

【００１７】取付板３０，３２は振動エネルギ吸収体２
８よりも一回り大きい大きさに形成されており、これら
取付板３０，３２の外縁部には、取付板３０，３２を図
示しないボルトにより上側梁部２０および面内振動抑制
板１８に固定するために多数の取付孔４６（図３参照）
が穿設されている。

【００１８】鉛プラグ４２，４４はその鉛直方向の断面
形状が縦寸法に対し横寸法を大きく設定してあり、本実
施形態では縦寸法Ｈを１としたとき、横寸法Ｌが1.5〜
３程度に設定され、これにより積層体３４の水平方向の
断面積に対する鉛プラグ４２，４４の水平方向の占める
割合が大きくなっている。具体的には、積層体３４は長
辺が６０〜９０cm程度で短辺が２５〜４０cm程度であ
り、鉛プラグ４２，４４の直径が１５〜２６cm程度であ
り、積層体３４の水平方向の断面積に対する鉛プラグ４
２，４４の水平方向の断面積の割合は、２０〜５０パー
セントに設定されている。この割合が小さいと、減衰性
能そのものが小さくなるので、装置を大型化し、個数を
多くする必要が生じる。また、上記割合が極端に大きい
場合は鉛の拘束効果が低下することにより減衰性能が低
下し、１５〜３５％程度に設定すると好適である。振動
エネルギ吸収体２８は高さが５〜１０cm程度であり、全
体形状は扁平な直方体形状をしている。

【００１９】図５は、図１に示した制震装置２２を模式
的に示す図である。同図において、符号Ｍ１は下側梁部
１６の質量を示し、Ｍ２は上側梁部２０の質量を示して
いる。また、符号Ｃｗは前記した粘性体貯溜槽１４、粘
性体１２および面内振動抑制板１８から構成される粘性
減衰系の減衰係数を示し、Ｋｆは前記した履歴型振動減
衰体２６から構成される履歴減衰系の剛性を示してい
る。

【００２０】このように構成される本発明の第１実施形
態に係る制震装置２２では、たとえば下側梁部１６と上
側梁部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これ
により面内振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４に対して
水平方向に変位しようとすると、面内振動抑制板１８の
表面に粘性体または粘弾性体１２の粘性抵抗が作用する
とともに、履歴型振動減衰体２６の振動エネルギ吸収体
２８の鉛プラグ４２，４４が面内振動抑制板１８の反力
に応じてせん断変形を起こすことによって振動エネルギ
が吸収される。すなわち、粘性体貯溜槽１４、粘性体ま
たは粘弾性体１２および面内振動抑制板１８から構成さ
れる粘性減衰系は振動成分を速度に比例して減衰し、履
歴型振動減衰体２６は振動成分を変位に比例して減衰す
る。

【００２１】したがって、前記した第１の実施形態で
は、粘性減衰系Ｃｗと履歴減衰系Ｋｆとを直列に連結し
たマックスウェル型振動減衰機構が形成され、これによ
り面内振動抑制板１８の表面積を大きくしなくても地震
動系の速度成分と変位成分に対しいつでもエネルギを吸
収し、制震性能を高めることが可能となるので、装置の
大型化を招くことなく制震性能の向上を図ることができ
る。

【００２２】図６は本発明の第２の実施形態に係る制震
装置の正面図で、図７は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図で
ある。図６及び図７において、本発明の第２の実施形態
に係る制震装置は、構造物の下側梁部１６上に固定され
た粘性体貯溜槽１４を備えている。この粘性体貯溜槽１
４は上部を開口させて箱形に形成されており、その内部
には例えば炭素系化合物、シリコーンオイル等の粘性体
もしくはアスファルトゴム質からなるゲルのような粘弾
性体１２が貯溜されているとともに、下側梁部１６と上
側梁部２０との間に発生する層間変形を抑制する方形状
の面内振動抑制板１８が挿入されている。

【００２３】前記面内振動抑制板１８は粘性体または粘
弾性体１２中に浸漬された矩形状の板状部１８ａを有し
ており、この板状部１８ａと粘性体貯溜槽１４の内面と
の間には、予想される層間変形が生じても板状部１８ａ
が粘性体貯溜槽１４の内面に接触しない程度の隙間が形
成されている。また、面内振動抑制板１８は上端部に板
状の取付部１８ｂを有しており、この取付部１８ｂと上
側梁部２０との間には、複数個（例えば２個）の履歴型
振動減衰体２６が上側梁部２０の長手方向（面内水平方
向）にほぼ等間隔で設けられている。

【００２４】前記履歴型振動減衰体２６は振動エネルギ
を吸収する振動エネルギ吸収体２８（図３参照）を備え
ており、この振動エネルギ吸収体２８の両端面は長方形
状の取付板３０，３２を介して上側梁部２０の下面と取
付部１８ｂの上面に固定されている。

【００２５】また、前記面内振動抑制板１８の取付部１
８ｂと上側梁部２０との間には、層間変形に伴う面内振
動抑制板１８の変位を上側梁部２０の長手方向のみに許
容する変位方向規制手段９０が設けられている。この方
向規制手段９０は上側梁部２０の下面に固定された上側
ガイド９２を有しており、この上側ガイド９２の下面に
はガイド凸部（もしくはガイド凹部）９４が上側梁部２
０の長手方向に沿って設けられている。また、方向規制
手段９０は取付部１８ｂの上面に固定された下側ガイド
９６を有しており、この下側ガイド９６の上面には前記
ガイド凸部（もしくはガイド凹部）９４とスライド可能
に係合する係合凹部（もしくは係合凸部）９８が設けら
れている。なお、下側ガイド９６の内部（もしくは上側
ガイド９２の内部）には、ガイド凸部９４（もしくは係
合凸部９８）と転接する複数のボールベアリング（図示
せず）が設けられている。

【００２６】このように構成される本発明の第２実施形
態に係る制震装置では、たとえば下側梁部１６と上側梁
部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これによ
り面内振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４に対して水平
方向に変位しようとすると、面内振動抑制板１８の表面
に粘性体または粘弾性体１２の速度成分に比例した粘性
抵抗が作用するとともに、履歴型振動減衰体２６の振動
エネルギ吸収体２８の鉛プラグ４２，４４が面内振動抑
制板１８の反力に応じてせん断変形を起こすことによっ
て変位成分に比例した振動エネルギが吸収される。すな
わち、粘性体貯溜槽１４、粘性体または粘弾性体１２お
よび面内振動抑制板１８から構成される粘性減衰系は振
動成分を速度に比例して減衰し、履歴型振動減衰体２６
は振動成分を変位に比例して減衰する。

【００２７】したがって、上述した第２の実施形態で
は、粘性減衰系と履歴減衰系とを直列に連結したマック
スウェル型振動減衰機構が形成され、これにより面内振
動抑制板１８の表面積を大きくしなくても制震性能を高
めることが可能となるので、装置の大型化を招くことな
く制震性能の向上を図ることができる。

【００２８】また、上述した第２の実施形態では、面内
振動抑制板１８と上側梁部２０との間に面内振動抑制板
１８の変位を上側梁部２０の長手方向のみに許容する変
位方向規制手段９０を設けたことにより、地震時に面内
振動抑制板１８を上側梁部２０の長手方向のみに変位さ
せることができ、これにより面内振動抑制板１８の水平
変形に伴う回転運動を抑制することができる。

【００２９】なお、上述した第１及び第２の実施形態で
は面内振動抑制板１８と上側梁部２０との間に複数個の
履歴型振動減衰体２６を設けたが、振動吸収能力の大き
い履歴型振動減衰体であれば１個でも良い。

【００３０】図８は本発明の第３の実施形態に係る制震
装置の正面図で、図９は図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図で
ある。図８及び図９において、本発明の第３の実施形態
に係る制震装置４８は上部を開口させて箱形に形成され
た粘性体貯溜槽１４を備えており、この粘性体貯溜槽１
４内には例えば炭素系化合物、シリコーンオイル等の粘
性体もしくはアスファルトゴム質からなるゲルのような
粘弾性体１２が貯溜されているとともに、下側梁部１６
と上側梁部２０との間に発生する層間変形を抑制する面
内振動抑制板１８が挿入されている。この面内振動抑制
板１８は予想される層間変形が生じても粘性体貯溜槽１
４の内面に接触しない程度の大きさに形成されている。
つまり、面内振動抑制板１８と粘性体貯溜槽１４の内面
との間には予想される層間変形が生じても面内振動抑制
板１８が粘性体貯溜槽１４の内面に接触しない程度の隙
間が形成されており、面内振動抑制板１８の上端部は複
数本のボルトによって上側梁部２０の下面に固定されて
いる。

【００３１】前記粘性体貯溜槽１４は下側梁部１６上に
設置されており、この下側梁部１６と粘性体貯溜槽１４
との間には、複数（例えば２個）の履歴型振動減衰器２
６が下側梁部１６の長手方向（面内水平方向）にほぼ等
間隔で設けられている。これらの履歴型振動減衰体２６
は振動エネルギを吸収する振動エネルギ吸収体２８（図
３参照）を備えており、この振動エネルギ吸収体２８の
両端面は長方形状の取付板３０，３２を介して粘性体貯
溜槽１４の下面と下側梁部１６の上面に固定されてい
る。

【００３２】このように構成される本発明の第３実施形
態に係る制震装置４８では、たとえば下側梁部１６と上
側梁部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これ
により面内振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４に対して
水平方向に変位しようとすると、面内振動抑制板１８の
表面に粘性体または粘弾性体１２の粘性抵抗が作用する
とともに、履歴型振動減衰体２６の振動エネルギ吸収体
２８の鉛プラグ４２，４４が面内振動抑制板１８の反力
に応じてせん断変形を起こすことによって振動エネルギ
が吸収される。すなわち、粘性体貯溜槽１４、粘性体ま
たは粘弾性体１２および面内振動抑制板１８から構成さ
れる粘性減衰系は振動成分を速度に比例して減衰し、履
歴型振動減衰体２６は振動成分を変位に比例して減衰す
る。

【００３３】したがって、上述した第３の実施形態で
は、粘性減衰系と履歴減衰系とを直列に連結したマック
スウェル型振動減衰機構が形成され、これにより面内振
動抑制板１８の表面積を大きくしなくても制震性能を高
めることが可能となるので、装置の大型化を招くことな
く制震性能の向上を図ることができる。

【００３４】図１０は本発明の第４の実施形態に係る制
震装置の正面図で、図１１は図１０のＤ−Ｄ線に沿う断
面図である。図１０及び図１１において、本発明の第４
の実施形態に係る制震装置は上部を開口させて箱形に形
成された粘性体貯溜槽１４を備えており、この粘性体貯
溜槽１４内には例えば炭素系化合物、シリコーンオイル
等の粘性体もしくはアスファルトゴム質からなるゲルの
ような粘弾性体１２が貯溜されているとともに、下側梁
部１６と上側梁部２０との間に発生する層間変形を抑制
する面内振動抑制板１８が挿入されている。この面内振
動抑制板１８と粘性体貯溜槽１４の内面との間には予想
される層間変形が生じても面内振動抑制板１８が粘性体
貯溜槽１４の内面に接触しない程度の隙間が形成されて
おり、面内振動抑制板１８の上端部は複数本のボルトに
よって上側梁部２０の下面に固定されている。

【００３５】前記粘性体貯溜槽１４は下側梁部１６上に
設置されており、この下側梁部１６と粘性体貯溜槽１４
との間には、複数（例えば２個）の履歴型振動減衰体２
６が下側梁部１６の長手方向にほぼ等間隔で設けられて
いる。これらの履歴型振動減衰体２６は振動エネルギを
吸収する振動エネルギ吸収体２８（図３参照）を備えて
おり、この振動エネルギ吸収体２８の両端面は長方形状
の取付板３０，３２を介して粘性体貯溜槽１４の下面と
下側梁部１６の上面に固定されている。

【００３６】また、前記下側梁部１６と粘性体貯溜槽１
４との間には、層間変形に伴う粘性体貯溜槽１４の変位
を下側梁部１６の長手方向のみに許容する変位方向規制
手段９０が設けられている。この方向規制手段９０は粘
性体貯溜槽１４の下面に固定された上側ガイド９２を有
しており、この上側ガイド９２の下面にはガイド凹部
（もしくはガイド凸部）９４が下側梁部１６の長手方向
に沿って設けられている。また、方向規制手段９０は下
側梁部１６の上面に固定された下側ガイド９６を有して
おり、この下側ガイド９６の上面には前記ガイド凹部
（もしくはガイド凸部）９４とスライド可能に係合する
係合凸部（もしくは係合凹部）９８が設けられている。
なお、上側ガイド９２の内部（もしくは下側ガイド９６
の内部）には、係合凸部９８（もしくはガイド凸部９
４）と転接する複数のボールベアリング（図示せず）が
設けられている。

【００３７】このように構成される本発明の第４実施形
態に係る制震装置では、たとえば下側梁部１６と上側梁
部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これによ
り面内振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４に対して水平
方向に変位しようとすると、面内振動抑制板１８の表面
に粘性体または粘弾性体１２の粘性抵抗が作用するとと
もに、履歴型振動減衰体２６の振動エネルギ吸収体２８
の鉛プラグ４２，４４が面内振動抑制板１８の反力に応
じてせん断変形を起こすことによって振動エネルギが吸
収される。すなわち、粘性体貯溜槽１４、粘性体または
粘弾性体１２および面内振動抑制板１８から構成される
粘性減衰系は振動成分を速度に比例して減衰し、履歴型
振動減衰体２６は振動成分を変位に比例して減衰する。

【００３８】したがって、上述した第４の実施形態で
は、粘性減衰系と履歴減衰系とを直列に連結したマック
スウェル型振動減衰機構が形成され、これにより面内振
動抑制板１８の表面積を大きくしなくても制震性能を高
めることが可能となるので、装置の大型化を招くことな
く制震性能の向上を図ることができる。

【００３９】また、上述した第４の実施形態では、下側
梁部１６と粘性体貯溜槽１４との間に粘性体貯溜槽１４
の変位を下側梁部１６の長手方向のみに許容する変位方
向規制手段９０を設けたことにより、地震時に粘性体貯
溜槽１４を上側梁部２０の長手方向のみに変位させるこ
とができ、これにより面内振動抑制板１８の水平変形に
伴う回転運動を抑制することができる。

【００４０】図１２は本発明の第５の実施形態に係る制
震装置の正面図で、図１３は図１２のＥ−Ｅ線に沿う断
面図である。図１２及び図１３において、本発明の第５
の実施形態に係る制震装置４８は、構造物の下側梁部１
６上に固定された粘性体貯溜槽１４を備えている。この
粘性体貯溜槽１４は上部を開口させて箱形に形成されて
おり、その内部には例えば炭素系化合物、シリコーンオ
イル等の粘性体もしくはアスファルトゴム質からなるゲ
ルのような粘弾性体１２が貯溜されているとともに、下
側梁部１６と上側梁部２０との間に発生する層間変形を
抑制する面内振動抑制板１８が挿入されている。

【００４１】前記面内振動抑制板１８と粘性体貯溜槽１
４の内面との間には予想される層間変形が生じても面内
振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４の内面に接触しない
程度の隙間が形成されており、面内振動抑制板１８の上
端部は複数本のボルトによって上側梁部２０の下面に固
定されている。また、面内振動抑制板１８は方形状に形
成されており、この面内振動抑制板１８の前面上部およ
び背面上部と粘性体貯溜槽１４との間には、それぞれ複
数個（例えば２個）の履歴型振動減衰体２６が設けられ
ている。

【００４２】前記履歴型振動減衰体２６は振動エネルギ
を吸収する振動エネルギ吸収体２８（図３参照）を備え
ており、この振動エネルギ吸収体２８の両端面は取付板
３０，３２を介して粘性体貯溜槽１４の外面と面内振動
抑制板１８の表面にそれぞれ固定されている。

【００４３】図１４は、図１２及び図１３に示した制震
装置４８を模式的に示す図である。同図において、符号
Ｍ１は下側梁部１６の質量を示し、Ｍ２は上側梁部２０
の質量を示している。また、符号Ｃｗは前記した粘性体
貯溜槽１４、粘性体または粘弾性体１２および面内振動
抑制板１８から構成される粘性減衰系の減衰係数を示
し、Ｋｆは前記した履歴型振動減衰器２６から構成され
る履歴減衰系の剛性を示している。

【００４４】このように構成される本発明の第５の実施
形態に係る制震装置４８は、たとえば下側梁部１６と上
側梁部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これ
により面内振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４に対して
水平方向に変位しようとすると、面内振動抑制板１８に
粘性体または粘弾性体１２の粘性抵抗が作用するととも
に、履歴型振動減衰器２６の振動エネルギ吸収体２８の
鉛プラグ４２，４４が面内振動抑制板１８の反力に応じ
てせん断変形を起こすことによって同時に振動エネルギ
が吸収される。

【００４５】したがって、前記した第５の実施形態で
は、粘性減衰系の減衰係数Ｃｗと履歴減衰系の剛性Ｋｆ
とを並列に連結したフォークト型振動減衰機構が形成さ
れ、これにより面内振動抑制板１８の表面積を大きくし
なくても制震性能を高めることが可能となるので、装置
の大型化を招くことなく制震性能の向上を図ることがで
きる。

【００４６】図１５は本発明の第６の実施形態に係る制
震装置の正面図で、図１６は図１５のＦ−Ｆ線に沿う断
面図である。図１５及び図１６において、本発明の第６
実施形態に係る制震装置は、構造物の下側梁部１６上に
固定された粘性体貯溜槽１４を備えて構成されている。
この粘性体貯溜槽１４は上方を開口させて箱形に形成さ
れており、その内部には例えば炭素系化合物、シリコー
ンオイル等の粘性体もしくはアスファルトゴム質からな
るゲルのような粘弾性体１２が貯溜されていると共に面
内振動抑制板１８が挿入されている。

【００４７】前記面内振動抑制板１８と粘性体貯溜槽１
４の内面との間には予想される層間変形が生じても面内
振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４の内面に接触しない
程度の隙間が形成されており、面内振動抑制板１８の大
部分は粘性体または粘弾性体１２中に浸漬されている。
また、面内振動抑制板１８は方形状に形成されており、
その上端部は複数本のボルトによって上側梁部２０の下
面に固定されている。さらに、面内振動抑制板１８は上
側梁部２０の下面にボルト接合される取付板１８ｂを有
しており、この取付板１８ｂの下面には複数個（例えば
６個）の履歴型振動減衰体２６が取り付けられている。

【００４８】前記履歴型振動減衰体２６は、面内振動抑
制板１８を間に挟んで取付板１８ｂの両側に配設されて
いる。また、履歴型振動減衰体２６は取付板１８ｂの下
面に上面を固定された上側取付板３０と、この上側取付
板３０の下面に上面を固定された振動エネルギ吸収体２
８と、この振動エネルギ吸収体２８の下面に上面を固定
された下側取付板３２とからなり、この下側取付板３２
の下面はブラケット２９を介して粘性体貯溜槽１４の外
面に固定されている。

【００４９】このように構成される本発明の第６の実施
形態に係る制震装置は、たとえば下側梁部１６と上側梁
部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これによ
り面内振動抑制板１８が粘性体貯溜槽１４に対して水平
方向に変位しようとすると、面内振動抑制板１８に粘性
体または粘弾性体１２の粘性抵抗が作用するとともに、
履歴型振動減衰器２６の振動エネルギ吸収体２８の鉛プ
ラグ４２，４４が面内振動抑制板１８の変位量に応じて
せん断変形を起こすことによって同時に振動エネルギが
吸収される。

【００５０】したがって、前記した第６の実施形態で
は、粘性減衰系の減衰係数Ｃｗと履歴減衰系の剛性Ｋｆ
とを並列に連結したフォークト型振動減衰機構が形成さ
れ、これにより面内振動抑制板１８の表面積を大きくし
なくても制震性能を高めることが可能となるので、装置
の大型化を招くことなく制震性能の向上を図ることがで
きる。

【００５１】なお、上述した第６の実施形態では履歴型
振動減衰器２６を面内振動抑制板１８の両面に取り付け
たが、振動吸収能力の大きい履歴型振動減衰器であれ
ば、面内振動抑制板１８の片面のみに設けても同様の効
果を得ることが可能である。

【００５２】図１７は、本発明の第７の実施形態に係る
制震装置の正面図である。この第７実施形態に係る制震
装置は、下側梁部１６の上面中央部に設置されたブラケ
ット８２と、このブラケット８２の上面中央部から上側
梁部２０の下面両端部に向かって斜めに延設された粘性
型振動減衰器１００，１００と、この粘性型振動減衰器
１００，１００と上側梁部２０の下面両端部とを接続す
る接続部材１０１，１０１とから構成され、ブラケット
８２と下側梁部１６との間には、複数個の履歴型振動減
衰体２６が設けられている。

【００５３】粘性型振動減衰器１００は、図１８に示さ
れるように、構造物の上側梁部２０に連結される第１の
連結部材１０２と、上記ブラケット８２に連結される第
２の連結部材１０４と、これら両連結部材１０２，１０
４の一方（例えば連結部材１０４）に固定された固定外
筒１０６と、この固定外筒１０６内に回転可能に収容さ
れた回転内筒１０８と、この回転内筒１０８の一端に取
り付けられた案内ナット１１０とを備えており、この案
内ナット１１０には、連結部材１０２，１０４の一方
（例えば連結部材１０２）に設けられた案内ねじ１１２
がボールベアリング１１４を介して螺合している。ま
た、固定外筒１０６の内周面と回転内筒１０８の外周面
との間に間隙が形成されており、この間隙には粘性体ま
たは粘弾性体１１６が封入されている。

【００５４】履歴型振動減衰体２６は、図３及び図４に
示したものと同様のものであり、履歴型振動減衰体２６
の取付板３０はブラケット８２の下面に固定され、履歴
型振動減衰体２６の取付板３２は下側梁部１６の上面に
固定されている。この実施形態では、履歴型振動減衰体
２６は粘性型振動減衰器１００，１００と協働してマッ
クスウェル型の振動減衰機構を構成している。

【００５５】このように構成される本発明の第７の実施
形態では、下側梁部１６と上側梁部２０との間に地震力
による層間変形が生じ、これにより上側梁部２０が水平
方向に相対変位しようとすると、粘性型振動減衰器１０
０の外筒１０６と内筒１０８との間に粘性体または粘弾
性体１１６の粘性抵抗が作用し、この粘性体または粘弾
性体１１６の粘性抵抗によって上側梁部２０の水平方向
変位が抑制される。また、このとき粘性型振動減衰器１
００，１００と共にマックスウェル型振動減衰機構を構
成する履歴型振動減衰体２６の振動エネルギ吸収体２８
の鉛プラグ４２，４４がせん断変形を起こすことによっ
て振動エネルギが吸収される。したがって、上述した第
７の実施形態では前記した第１乃至第６の実施形態と同
様に、装置の大型化を招くことなく制震性能の向上を図
ることができる。

【００５６】図１９は、本発明の第８の実施形態に係る
制震装置の正面図である。この第８実施形態に係る制震
装置は、上側梁部２０と下側梁部１６との間に設けられ
たＶ形ブレース構造体１１７と、このＶ形ブレース構造
体１１７を介して上側梁部２０と下側梁部１６との層間
変形を抑制する粘性型振動減衰器１１８，１１８とから
構成されている。Ｖ形ブレース構造体１１７は下側梁部
１６の上面中央部に設置されたブラケット１１７ａと、
このブラケット１１７ａの上面中央部から上側梁部２０
と柱１１９との角部に向かって斜めに延設されたＶ形ブ
レース構成部材１１７ｂ，１１７ｂとからなり、ブラケ
ット１１７ａと下側梁部１６との間には、履歴型振動減
衰体２６，２６が設けられている。

【００５７】粘性型振動減衰器１１８は、図２０に示さ
れるように、筒状部材１２０を介してブラケット１１７
ａまたは柱１１９に連結されたシリンダ１２２と、シリ
ンダ１２２内に摺動可能に設けられたピストン１２４と
を備えており、シリンダ１２２内には粘性体１２６が封
入されている。また、粘性型振動減衰器１１８は、ピス
トン１２４にピストンロッド１２８を介して連結された
連結部材１３０を備えており、連結部材１３０は柱１１
９またはブラケット１１７ａに連結されている。

【００５８】履歴型振動減衰体２６は、図３及び図４に
示したものと同様のものであり、履歴型振動減衰体２６
の取付板３０はブラケット１１７ａの下面に固定され、
履歴型振動減衰体２６の取付板３２は下側梁部１６の上
面に固定されている。この実施形態では、履歴型振動減
衰体２６は粘性型振動減衰器１１８，１１８と協働し
て、フォークト型の振動減衰機構を構成している。

【００５９】このように構成される本発明の第８の実施
形態では、下側梁部１６と上側梁部２０との間に地震力
による層間変形が生じ、これにより上側梁部２０が水平
方向に相対変位しようとすると、粘性型振動減衰器１１
８のピストン１２４に粘性体または粘弾性体１２６の粘
性抵抗が作用し、この粘性体または粘弾性体１２６の粘
性抵抗によって上側梁部２０の水平方向変位が抑制され
る。また、このとき粘性型振動減衰器１１８，１１８と
共にフォークト型振動減衰機構を構成する履歴型振動減
衰体２６の振動エネルギ吸収体２８の鉛プラグ４２，４
４がせん断変形を起こすことによって振動エネルギが吸
収される。したがって、上述した第８の実施形態では前
記した第１乃至第７の実施形態と同様に、装置の大型化
を招くことなく制震性能の向上を図ることができる。

【００６０】図２１は、本発明の第９の実施形態に係る
制震装置の正面図である。同図において、符号５０は本
発明の第９の実施形態に係る制震装置を示し、この制震
装置は粘性型振動減衰器５０と履歴型振動減衰体２６と
から構成されている。

【００６１】粘性型振動減衰器５０は、構造物の下側梁
部１６と上側梁部２０との間に略水平に設けられてい
る。また、この粘性型振動減衰器５０は炭素系高分子化
合物、シリコーンオイル等の粘性体またはアスファルト
やゴム質材等の粘弾性体が封入されたシリンダ５０ａを
備えており、このシリンダ５０ａの後端部には、履歴型
振動減衰体２６上に固定された水平サポート部材５２か
ら上方に延設された鉛直サポート部材５４の上端部が水
平ピン５６を介して連結されている。さらに、粘性型振
動減衰器５０はシリンダ５０ａ内に摺動可能に収容され
たピストン５０ｂを備えており、このピストン５０ｂか
ら前方に延設されたピストンロッド５０ｃの先端部に
は、上側梁部２０から鉛直に垂設された鉛直サポート部
材５８の下端部が水平ピン６０を介して連結されてい
る。

【００６２】一方、履歴型振動減衰体２６は、図３に示
されるように、上面と下面が長方形状に形成された直方
体形の振動エネルギ吸収体２８と、この振動エネルギ吸
収体２８の上面と下面に固定された長方形状の取付板３
０及び３２とから構成されている。

【００６３】振動エネルギ吸収体は、図４に示されるよ
うに、ゴム等の振動吸収層と金属層とを上下方向に交互
に積層して形成された積層体３４と、この積層体３４の
上面と下面に加硫接着された二枚の金属板３６，３８を
備えており、これらの金属板３６，３８はそれぞれ複数
本のボルト４０によって前記した取付板３０，３２に固
定されている。さらに、振動エネルギ吸収体２８は円柱
形状の鉛プラグ４２，４４を備えており、これらの鉛プ
ラグ４２，４４はその両端面を金属板３６，３８の表面
から露出させて積層体３４内に埋設されている。

【００６４】取付板３０，３２は振動エネルギ吸収体２
８よりも一回り大きい大きさに形成されており、取付板
３０，３２の外縁部には、取付板３０，３２を図示しな
いボルトにより前記した下側梁部１６の上面と水平サポ
ート部材５２の下面に固定するために複数の取付孔４６
（図３参照）が穿設されている。

【００６５】このように構成される本発明の第９の実施
形態に係る制震装置では、たとえば下側梁部１６と上側
梁部２０との間に地震力による層間変形が生じ、これに
より上側梁部２０が水平方向に相対変位しようとする
と、粘性型振動減衰器５０のピストン５０ｂに粘性体ま
たは粘弾性体の粘性抵抗が作用し、この粘性抵抗によっ
て上側梁部２０の水平方向変位が抑制される。また、こ
のとき粘性型振動減衰器５０と共にマックスウェル型振
動減衰機構を構成する履歴型振動減衰体２６の振動エネ
ルギ吸収体２８の鉛プラグ４２，４４がせん断変形を起
こすことによって振動エネルギが吸収される。

【００６６】したがって、前記した第９の実施形態では
ピストン５０ｂの表面積を大きくしなくても制震性能を
高めることができ、これにより装置の大型化（シリンダ
５０ａの大径化）を招いたり、あるいは架構空間を大き
く塞ぐことなく制震性能の向上を図ることができる。

【００６７】なお、上述した第９の実施形態では粘性型
振動減衰器５０に接続された履歴型振動減衰体２６を下
側梁部１６に連結したが、粘性型振動減衰器５０のピス
トンロッド５０ｃを鉛直サポート部材５４を介して下側
梁部１６に連結すると共に粘性型振動減衰器５０に接続
された履歴型振動減衰体２６を上側梁部２０に連結して
も良い。

【００６８】図２２は本発明の第１０実施形態に係る制
震装置の正面図で、図２３は図２２に示したＧ部の詳細
構成を示す図である。図２２及び図２３において、本発
明の第１０実施形態に係る制震装置６２は構造物の下側
梁部１６上に支持台６４を介して固定された皿状の粘性
体貯留槽６６（図２３参照）を備えており、この粘性体
貯留槽６６内には、炭素系高分子化合物、シリコーンオ
イル等の粘性体またはアスファルトゴム質からなるゲル
のような粘弾性体６８が貯溜されている。

【００６９】また、制震装置６２は構造物の上側梁部２
０から粘性体貯留槽６６に向けて垂設されたサポート部
材７０を備えており、このサポート部材７０の下端に
は、面内振動抑制板７２が支柱部材７４、フランジ板７
６、履歴型振動減衰体２６、フランジ板７８および支柱
部材８０を介して水平に保持されている。この面内振動
抑制板７２は鋼板等から形成され、前記した粘性体また
は粘弾性体６８中に浸漬されている。

【００７０】履歴型振動減衰体２６は、図３に示される
ように、上面と下面が長方形状に形成された直方体形の
振動エネルギ吸収体２８と、この振動エネルギ吸収体２
８の上面と下面に固定された長方形状の取付板３０及び
３２とから構成されている。

【００７１】振動エネルギ吸収体２８は、図４に示され
るように、ゴム等の振動吸収層と金属層とを上下方向に
交互に積層して形成された積層体３４と、この積層体３
４の上面と下面に加硫接着された二枚の金属板３６，３
８とを備えており、これらの金属板３６，３８はそれぞ
れ複数本のボルト４０によって前記した取付板３０，３
２に固定されている。さらに、振動エネルギ吸収体２８
は円柱形状の鉛プラグ４２，４４を備えており、これら
の鉛プラグ４２，４４はその両端面を金属板３６，３８
の表面から露出させて振動エネルギ吸収体３４内に埋設
されている。

【００７２】取付板３０，３２は減衰器本体２８よりも
一回り大きい大きさに形成されており、取付板３０，３
２の外縁部には、取付板３０，３２を図示しないボルト
により前記した前記したフランジ板７８，７６に固定す
るために複数の取付孔４６（図３参照）が穿設されてい
る。

【００７３】履歴型振動減衰体２６は、粘性体貯留槽６
６および面内振動抑制板７２等からなる粘性型振動減衰
機構と協働して、マックスウェル型の振動減衰機構を構
成している。

【００７４】このように構成される本発明の第１０の実
施形態に係る制震装置６２では、たとえば下側梁部１６
と上側梁部２０との間に地震力による層間変形が生じ、
これにより上側梁部２０が水平方向に相対変位しようと
すると、面内振動抑制板７２に粘性体６８の粘性抵抗が
作用し、この粘性抵抗によって上側梁部２０の水平方向
変位が抑制される。また、このとき履歴型振動減衰体２
６の振動エネルギ吸収体２８の鉛プラグ４２，４４が面
内振動抑制板７２の反力に応じてせん断変形を起こすこ
とによって振動エネルギが吸収される。

【００７５】したがって、前記した第１０の実施形態に
おいては、面内振動抑制板７２の表面積を大きくしなく
ても制震性能を高めることができ、これにより装置の大
型化を招くことなく制震性能の向上を図ることができ
る。

【００７６】なお、上述した第１０実施形態では、面内
振動抑制板７２と支柱部材８０との間に履歴型振動減衰
体２６を介在させてマックスウェル型振動減衰機構を構
成したが、図２４に示される第１１実施形態のように、
面内振動抑制板７２を支柱部材８０の下端に直接的に取
り付け、履歴型振動減衰体２６を支柱部材８０に固定さ
れた上側水平板８２と粘性体貯留槽６６に固定された下
側水平板８４との間に介在させてフォークト型振動減衰
機構を構成しても同様の効果を得ることができる。

【００７７】また、上述した第１乃至第１１の各実施形
態では履歴型振動減衰器２６の振動エネルギ吸収体２８
がゴム等の振動吸収層と金属層とを交互に積層して形成
されていると説明したが、履歴型振動減衰器２６の振動
エネルギ吸収体２８を図２５に示すように単層ゴム体で
形成しても良いし、あるいは軟鋼もしくはハニカム構造
材等で形成しても良い。

【００７８】また、本発明はビルのような建築構造物の
みに適用されるものではなく、鉄道高架橋や工作物等の
土木構造物あるいは自動ラック倉庫のようなラーメン構
造物に適用することも耐震的に有効であることは明白で
ある。さらに、本発明は一層の架構のみに適用されるも
のではなく、１階から数階離れた階間（例えば４階）に
設置することも有効な手段であることは言うまでもな
い。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置の大型化を招くことなく制震性能の向上を図ること
のできる制震装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の正面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】図１及び図２に示した履歴型振動減衰体の分解
斜視図である。

【図４】図１及び図２に示した履歴型振動減衰体の縦断
面図である。

【図５】図１に示した制震装置を模式的に示す図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る制震装置の正面
図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図８】本発明の第３の実施形態に係る制震装置の正面
図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態に係る制震装置の正
面図である。

【図１１】図１０のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図１２】本発明の第５の実施形態に係る制震装置の正
面図である。

【図１３】図１２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【図１４】図１２及び図１３に示した制震装置を模式的
に示す図である。

【図１５】本発明の第６の実施形態に係る制震装置の正
面図である。

【図１６】図１５のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。

【図１７】本発明の第７の実施形態に係る制震装置の正
面図である。

【図１８】図１７に示す粘性型振動減衰器の断面図であ
る。

【図１９】本発明の第８の実施形態に係る制震装置の正
面図である。

【図２０】図１９に示す粘性型振動減衰器の断面図であ
る。

【図２１】本発明の第９の実施形態に係る制震装置の正
面図である。

【図２２】本発明の第１０の実施形態に係る制震装置の
正面図である。

【図２３】図２２に示したＧ部の詳細構成を示す図であ
る。

【図２４】本発明の第１１の実施形態に係る制震装置の
正面図である。

【図２５】履歴型振動減衰器の他の実施例を示す図であ
る。

【図２６】従来の制震装置の正面図である。

【図２７】図２６に示す制震装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１２，６８ 粘性体 １４，６６ 粘性体貯溜槽 １６ 下側梁部 １８，７２ 面内振動抑制板 ２０ 上側梁部 ２６ 履歴型振動減衰器 ２８ 振動エネルギ吸収体 ３０，３２ 取付板 ３４，３６ 金属板 ４２，４４ 鉛プラグ ５０，１００，１１８ 粘性型振動減衰器 ５０ａ シリンダ ５０ｂ ピストン ５０ｃ ピストンロッド ７６，７８ フランジ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中南 滋樹 東京都新宿区荒木町13番地の４ 住友建設 株式会社内 (72)発明者 鈴木 利哉 東京都新宿区荒木町13番地の４ 住友建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2E001 DG01 DG02 DH31 EA01 FA01 FA03 FA71 GA01 GA07 GA10 GA12 GA42 HB01 HB02 HB06 HE01 HE03 LA09 2E002 EB13 FA02 FB15 JB02 JB03 JB14 JB16 MA11 MA12 MA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の下側梁部上に設置された粘性体
   貯溜槽と、前記構造物の上側梁部から垂下されて前記粘
   性体貯溜槽に貯えられた粘性体または粘弾性体中に浸漬
   された面内振動抑制板とを備えた制震装置において、 前記上側梁部と前記面内振動抑制板との間もしくは前記
   下側梁部と前記粘性体貯溜槽との間に履歴型振動減衰体
   を設け、この履歴型振動減衰体の上面を前記上側梁部の
   下面もしくは前記粘性体貯溜槽の下面に固定するととも
   に、前記履歴型振動減衰体の下面を前記面内振動抑制板
   の上面もしくは前記下側梁部の上面に固定してマックス
   ウェル型振動減衰機構を形成したことを特徴とする制震
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の制震装置において、前記
   上側梁部と前記面内振動抑制板との間もしくは前記下側
   梁部と前記粘性体貯溜槽との間に、前記面内振動抑制板
   または前記粘性体貯溜槽の変位を前記上側梁部および前
   記下側梁部の長手方向のみに許容する変位方向規制手段
   を設けたことを特徴とする制震装置。
3. 【請求項３】 前記変位方向規制手段は、前記上側梁部
   の下面もしくは前記粘性体貯溜槽の下面に固定された上
   側ガイドと、前記面内振動抑制板の上面もしくは前記下
   側梁部の上面に固定された下側ガイドとからなり、前記
   上側ガイドの下面にはガイド凹部もしくはガイド凸部が
   前記上側梁部および前記下側梁部の長手方向に沿って設
   けられ、前記下側ガイドの上面には前記ガイド凹部もし
   くはガイド凸部とスライド可能に係合する係合凸部もし
   くは係合凹部が設けられていることを特徴とする請求項
   ２記載の制震装置。
4. 【請求項４】 構造物の下側梁部上に設置された粘性体
   貯溜槽と、前記構造物の上側梁部から垂下されて前記粘
   性体貯溜槽に貯えられた粘性体または粘弾性体中に浸漬
   された面内振動抑制板とを備えた制震装置において、 前記面内振動抑制板もしくは前記粘性体貯溜槽に履歴型
   振動減衰体の一端面を固定し、この一端面と反対側の履
   歴型振動減衰体の他端面を前記粘性体貯溜槽もしくは前
   記面内振動抑制板に固定してフォークト型振動減衰機構
   を形成したことを特徴とする制震装置。
5. 【請求項５】 構造物の下側梁部と上側梁部との間に粘
   性型振動減衰器を配置し、この粘性型振動減衰器を介し
   て前記構造物の地震時等の架構の水平方向の横ずれを抑
   制するように構成した制震装置において、 前記粘性型振動減衰器に履歴型振動減衰装置を直列また
   は並列の関係となるように接続して結合機構を形成し、
   この結合機構の一端を前記下側梁部に連結し、この一端
   と反対側の結合機構の他端を前記上側梁部に連結したこ
   とを特徴とする制震装置。
6. 【請求項６】 構造物の架構に入力する振動エネルギを
   吸収する手段として、請求項１乃至５のいずれかに記載
   の制震装置を用いたことを特徴とする制震構造物。