JP4824978B2 - 制振装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、制振装置を住宅等の建物に取付ける制振装置の取付構造に関する。

制振材が設けられているユニット建物の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載のユニット建物は、柱と床梁と天井梁とを平面矩形状の箱形に連結し、且つ、この平面矩形状の一角に柱を省略した柱省略角部を有する２乃至４個の建物ユニットが柱省略角部を互いに突き合わせて据え付けられたユニット建物において、前記柱省略角部を付き合わせたほぼ一直線状になっている一方の柱省略角部を有する建物ユニットの天井梁の側面から他方の柱省略角部を有する建物ユニットの天井梁の側面に、補強梁と制振材とを重合した板状の複合材が添えられ、この複合材が天井梁に接続されているものである。

このようなユニット建物では、上階の建物ユニットの床の上を歩いたり、床の上に物を落下させて、床が振動し、その結果、下階の建物ユニットの天井梁が振動しても、この振動は、天井梁に接続されている複合材の中の制振材によって吸収され、隣の建物ユニットに伝播されない、という効果を奏する。
特開２０００−３４５６１９号公報

上記のようなユニット建物では、生活振動等の軽微な振動は制振できるが、地震等に起因する大きな振動を制振するのは困難である。このような大きな振動を制振するには、比較的大きな制振装置を建物に取付けなければならないが、その場合、建物内の居住空間が制振装置によって狭くなるという課題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、地震等に起因する大きな振動を制振できる制振装置を、居住空間を狭くすることなく容易に取り付けることができる制振装置の取付構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図４に示すように、複数本の柱３と、これら柱３の上端部間どうしを結合する上梁４，５と、前記柱３の下端部間どうしを結合する下梁６，７とによって略直方体状に形成された建物ユニット２が複数上下左右に連結されており、
左右に隣り合う建物ユニット２，２間に、薄型の制振装置１が挿入され、この制振装置１が左右に隣り合う建物ユニッ２，２の対向する上梁４，４および対向する下梁６，６、または対向する柱に固定されており、
前記制振装置１は、上支持部１１と、この上支持部１１より下方に位置する下支持部１２と、これら上支持部１１と下支持部１２との双方に枢結された揺動体１３と、この揺動体１３の前記上支持部１１と下支持部１２との枢結位置より、上方または下方位置において、前記揺動体１３と、前記上支持部１１または前記下支持部１２とを連結する振動減衰手段３５とを備え、
前記下支持部１２と前記揺動体１３とは、当該下支持部１２に形成した穴に枢結軸３０を挿通することによって枢結されており、前記穴は上下に長い長穴となっており、
前記上支持部１１が左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する上梁４，４または対向する柱の上端部に固定され、前記下支持部が左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６または対向する柱の下端部に固定されていることを特徴とする。

図４に示すように、制振装置１が上梁４および下梁６の長手方向の中間に位置している場合、該制振装置１は対向する上梁４，４および対向する下梁６，６に固定し、図７に示すように、制振装置１が上梁４および下梁６の端部間に位置している場合、該制振装置１は対向する柱３に固定する。

請求項１に記載の発明によれば、隣り合う建物ユニット２，２間に薄型の制振装置１が挿入されているので、この制振装置１によって居住空間がさほど狭くなることがない。特に、隣り合う建物ユニット２，２間に内壁を設ける場合、この内壁内に制振装置１を設けることによって、制振装置１が露出せず、外観上も好ましい。
また、薄型の制振装置１は、左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する上梁４，４および対向する下梁６，６、または対向する柱に固定されているので、該制振装置１を容易に取付けることができるとともに、隣り合う両建物ユニット２，２に制振装置１が作用するので、より効果的に制振できる。
また、建物等の構造物の小さな変形から制振機能を有効に働かせるために、てこの原理を用いて建物の変形を増幅して振動減衰手段３５に伝達している。
すなわち、建物に地震等の振動によって変形が生じると、この建物を構成する建物ユニット２の上梁４と下梁６とが左右に変位し、これに伴って上支持部１１と下支持部１２とが左右に変位する。上支持部１１と下支持部１２とが左右に変位することによって、揺動体１３が、その二つの枢結位置間の中央部を中心として振り子のように揺動し、この揺動体１３の端部は振れが増幅され、これによって、前記上梁４と下梁６との変位が増幅される。したがって、揺動体１３と、上支持部１１または下支持部１２とを連結している振動減衰手段３５の変形を増幅できるので、建物の小さな変形から制振機能を有効に働かせることができる。
また、揺動体１３が、上梁４と下梁６との間の中間部より上方または下方位置において、前記上支持部１１と下支持部１２との双方に枢結されているので、中間部において枢結されたものに比して、揺動体１３を短くできるとともに、揺動体１３を上梁１１と下梁１２との間の中間部より上方または下方に寄せることができる。したがって、揺動体１３が面外方向に撓むのを防止できるので、制振性能の低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制振装置の取付構造において、
前記制振装置１は、その幅方向を左右方向に対向する上梁４，４または下梁６，６と平行にして、左右に隣り合う建物ユニット２，２間に挿入されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、隣り合う建物ユニット２，２間の狭い隙間に制振装置１を容易に配置できる。

請求項３に記載の発明は、例えば図５〜図７に示すように、請求項１に記載の制振装置の取付構造において、
前記制振装置１は、その幅方向を左右方向に対向する上梁４，４または下梁６，６と直角にして、左右に隣り合う建物ユニット２，２間に挿入されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、隣り合う建物ユニット２，２間を大きくした場合に、これら建物ユニット２，２間に制振装置を容易かつ有効に配置できる。

請求項４に記載の発明は、例えば図１および図２に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振装置の取付構造において、
前記上支持部１１の上部は前記上梁より突出しており、この突出した上部（延出部１６）が上方に位置し、かつ左右に隣り合う上方の建物ユニット２，２の対向する下梁６，６に固定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、上支持部１１の上部が、上方に位置しかつ左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６にも固定されているので、上支持部１１を強固に固定できるとともに、制振装置１の制振作用を上方の建物ユニット２，２にも働かせることができる。

本発明によれば、左右に隣り合う建物ユニット間に、薄型の制振装置が挿入され、この制振装置が左右に隣り合う建物ユニットの対向する上梁および対向する下梁に固定されているので、この制振装置によって居住空間がさほど狭くなることがなく、また、制振装置を容易に取り付けることができるとともに、隣り合う両建物ユニットに制振装置が作用するので、より効果的に制振できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、図１に示すように、薄型の制振装置１がユニット式建物に取り付けられている。ユニット式建物は、建物ユニット２を複数上下左右に連結して構築してなるものである。建物ユニット２は、図３に示すように、４本の柱３と、これら柱３の上端部間を結合する上梁４，５と、柱３の下端部間を結合する下梁６，７とによって略直方体状に形成されたものであり、長辺側の上梁４，４間には、図示しない天井梁が架設され、長辺側の下梁６，７間には、図示しない床梁が架設されるようになっている。

そして、本実施の形態では図１に示すように、薄型の制振装置１が、１階に設置された左右に隣り合う建物ユニット２，２間に挿入されている。
前記制振装置１は、以下のように構成されている。
すなわちまず、制振装置１は、上支持部１１と、この上支持部より下方に位置する下支持部１２と、これら上支持部１１と下支持部１２との双方に枢結された揺動体１３と、この揺動体１３の前記上支持部１１と下支持部１２との枢結位置より、上方位置において、揺動体１３と、上支持部１１とを連結する振動減衰手段１４とを備えている。

前記上支持部１１は、上支持部本体１５とこの上支持部本体１５から上部に延出する延出部１６とによって構成されている。
上支持部１１は５角形板状の鉄板で形成されており、その上辺部両端には固定プレート１７，１７が上支持部１１と直交して形成されている。また、この固定プレート１７は上支持部１１の両面から突出するようにして形成されており、一方の固定プレート１７は、１階に設置された左右に隣り合う建物ユニット２，２のうちの一方の建物ユニット２側に突出しており、他方の固定プレート１７は他方の建物ユニット２側に突出している。
そして、両固定プレート１７，１７が１階に設置されている左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する上梁４，４の下面に当接され、ボルト１８によって固定されている。

また、延出部１６は上支持部１１と一体的に形成された長方形板状の鉄板であり、その上部は、２階に設置されている左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６間まで延出している。延出部１６の下部は、１階の左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する上梁４，４間に位置しており、ボルト１９によって両上梁４，４にスペーサ２０を介して固定されている。
さらに、延出部１６の上部は、２階の左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６間に位置しており、ボルト２１によって両下梁６，６にスペーサ２２を介して固定されている。

前記下支持部１２は、略二等辺三角形板状の建築用の構造用パネルで形成されている。この構造用パネル（下支持部１２）は、複数の鉄製のフレーム１２ａによって略二等辺三角形状の枠体を形成し、この枠体の両面に構造用合板で形成された面材１２ｂ，１２ｂを取り付けてなるものであり、非常に剛性が高いものとなっている。また、下支持部１２の上下の長さは、前記上支持部１１の上下の長さより長くなっており、下支持部１２の厚さも上支持部１１の厚さより厚くなっている。
下支持部１２の下部には、プレート２３が固定されており、このプレート２３の下辺部両端には固定プレート２５，２５がプレート２３と直交して形成されている。また、この固定プレート２５はプレート２３の両面から突出するようにして形成されており、一方の固定プレート２５は、１階に設置された左右に隣り合う建物ユニット２，２のうちの一方の建物ユニット２側に突出しており、他方の固定プレート２５は他方の建物ユニット２側に突出している。
そして、両固定プレート２５，２５が１階に設置されている左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６の上面に当接され、ボルト２６によって固定されている。

また、前記プレート２３の下辺部には、下方に延出する延出プレート２７がプレート２３と一体的に形成されており、１階に設置されている左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６間まで延出している。そして、この延出プレート２７は、ボルト２８によって両下梁６，６にスペーサ２９を介して固定されている。

また、前記揺動体１３は上支持部１１と下支持部１２の双方に枢結されている。
すなわちまず、揺動体１３は、２枚の揺動板によって構成されている。揺動板はそれぞれ下方に向かうほど幅広に形成された上下に長尺な鉄板で形成されており、その下端部は鈍角に尖っている。２枚の揺動板は平行離間して対向配置されており、それらの間に上支持部１１の一部が挟まれるようにして配置されている。
揺動板の下端部には枢結軸３０が挿通されている。一方、前記下支持部１２の上端部のフレーム１２ａには、連結部材３１の下面が固定されており、この連結部材３１は揺動板間に挿入されている。そして、この連結部材３１には、前記枢結軸３０が挿通されており、この枢結軸３０を軸として揺動体１３が回転可能となっている。なお、枢結軸３０を挿通する穴は上下に長い長穴となっており、これによって、揺動体３０が揺動した際の枢結軸３０の若干の上方向への移動を逃がしている。
また、揺動板の下端部には、枢結軸３２が前記枢結軸３０より上方位置において挿通されている。一方、前記上支持部１１の下端部には、前記枢結軸３２が挿通されており、この枢結軸３２を軸として揺動体１３が回転可能となっている。
上記のようにして揺動体１３は、上梁４と下梁６との間の中間部より上方位置において、上支持部１１と下支持部１２との双方に枢結されている。

また、揺動体１３の上支持部１１と下支持部１２との枢結位置（枢結軸３２，３０の位置）より、上方位置において、揺動体１３と、上支持部１１とが振動減衰手段を介して連結されている。
すなわち、揺動体１３を構成する揺動板は上支持部１１側に延出しており、その上端部は上支持部１１に形成された開口部１１ａに突出している。
一方、この開口部１１ａには、粘弾性体（振動減衰手段）３５，３５を有する制振部品３６が設けられている。この制振部品３６は、縦長矩形の鉄製のプレート３６ａと、このプレート３６ａを挟むようにして離間配置された横長矩形の一対の鉄製のプレート３６ｂ，３６ｂと、プレート３６ａとプレート３６ｂ，３６ｂとの間に設けられた粘弾性体３５，３５とを備えている。粘弾性体３５，３５は矩形板状に形成されたものであり、前記プレート３５ａとプレート３６ｂ，３６ｂに接着剤または加硫接着によって固着されている。また、プレート３６ａは、上支持部１１と同じ厚さになっており、その下端部は一対の揺動板の上端部によって挟まれた状態で、該揺動板の上端部にボルトによって結合されている。さらに、前記粘弾性体３５，３５は、プレート３６ａを開口部１１ａに配置した状態で、上支持部１１の表面から突出するような厚さに設定されている。

また、プレート３６ｂ，３６ｂの両端部は、開口部１１ａから横方向に突出しており、この突出した部分が上支持部１１を挟んで、かつ上支持部１１と所定の隙間を隔てている。つまり、粘弾性体３５，３５は上支持部１１の表面より突出しているので、粘弾性体３５，３５の表面に固着されているプレート３６ｂ，３６ｂは粘弾性体３５，３５の突出分だけ、上支持部１１と間隔を隔てている。そして、この間隔にスペーサが挿入された状態で、プレート３６ｂ，３６ｂはボルトによって上支持部１１に連結されている。なお、一方のプレート３６ｂに挿通されたボルトは、スペーサを貫通したうえで、上支持部１１を貫通し、さらにスペーサを貫通して、他方のプレート３６ｂに挿通され、ナットを螺合して締め付けることによって、プレート３６ｂ，３６ｂを上支持部１１に固定している。そしてこのようなスペーサとボルトとプレート３６ｂ，３６ｂによって、粘弾性体３５，３５の厚さが一定に保持されるようになっている。

上記のような制振装置１では、まず、地震等によって、建物の躯体が左右に振動し、これによって、建物ユニットが側面視において平行四辺形となるように左右に変形が生じるようにして振動する。これに伴って上支持部１１と下支持部１２とが左右に変位する。すると、上支持部１１と下支持部１２との双方に揺動体１３を枢結する枢結軸３２，３０が左右に変位する。
枢結軸３０，３２が左右に変位することによって、揺動体１３が、その二つの枢結位置（枢結軸３０，３２の位置）間の中央部を中心として振り子のように揺動し、この揺動体１３の端部は振れが増幅されて変位し、これによって、建物ユニット２の上梁４，５と下梁６，７との変位が増幅される。
したがって、揺動体１３と、上支持部１１とを連結している粘弾性体（振動減衰手段）３５の変形を増幅できるので、建物ユニット２の小さな変形から制振機能を有効に働かせることができる。したがって建物躯体の振動を制振できる。

また、上記のような薄型の制振装置１は、２つの制振装置１，１を１組とし、平面視において互いに直交する方向をＸ方向とＹ方向とすると、少なくとも１組の制振装置１の一方が、Ｘ方向に沿って設置されており、他方がＹ方向に沿って設置されている。例えば図４に示すように、建物には２組の制振装置１が配置されており、それぞれ制振装置１の一方が、Ｘ方向に沿って設置されており、他方がＹ方向に沿って設置されている。
図１および図２では、制振装置１を、左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する長辺側の上梁４，４および対向する長辺側の下梁６，６に固定した状態を示しているが、この制振装置１は、図３に示すように、建物ユニットの対向する短辺側の上梁５，５および対向する短辺側の下梁７，７にも同様にして固定されている。
このように、制振装置１，１の一方を、Ｘ方向に沿って配置し、他方をＹ方向に沿って配置するので、地震の横揺れをＸ，Ｙ方向に分解して効果的に制振できる。

本実施の形態によれば、隣り合う建物ユニット２，２間に薄型の制振装置１が挿入されているので、この制振装置１によって居住空間がさほど狭くなることがない。
また、薄型の制振装置１は、左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する上梁４，４（５，５）および対向する下梁６，６（７，７）に固定されているので、該制振装置１を容易に取り付けることができるとともに、隣り合う両建物ユニット２，２に制振装置１が作用するので、より効果的に制振できる。
さらに、上支持部１１の上部の延出部１５が、上方に位置しかつ左右に隣り合う建物ユニット２，２の対向する下梁６，６にも固定されているので、上支持部１１を強固に固定できるとともに、制振装置１の制振作用を上方の建物ユニット２，２にも働かせることができる。

（第２の実施の形態）
図５〜図７は、第２の実施の形態を示すものである。この第２の実施の形態が、第１の実施の形態と異なる点は、制振装置１を、その幅方向を左右方向に対向する上梁５または下梁７と直角にして、左右に隣り合う建物ユニット２，２間に挿入するとともに、対向する柱３，３に固定した点であるので、以下では主にこの点を説明し、第１実施の形態と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。

まず本実施の形態では、図６に示すように、１階および２階において、左右に隣り合う建物ユニット２，２が、第１の実施の形態の場合に比して、比較的大きく左右に離間している。そして、左右に離間しているユニット２，２の対向する柱間に、補強梁４０，４０が架設されている。上側の補強梁４０は建物ユニット２の上梁４の延長上に配設されており、下側の補強梁４０は下梁６の延長上に配設されている。

そして、前記制振装置１は、１階の左右に隣り合う建物ユニット２，２間に架設されている上下の補強梁４０，４０間に配置されている。上支持部１１の上辺部には固定プレート１１ｂが形成されており、この固定プレート１１ｂは上側の補強梁４０の下面に当接されたうえで、この補強梁４０にボルト４２によって固定されている。
また、隣り合う建物ユニット２，２の対向する柱３，３の上端部にはブラケット４３，４３が対向して形成されており、該ブラケット４３，４３には上支持部１１の両角部がボルト４４，４４によって固定されている。

また、下支持部１２の下辺部には固定フレーム４５が設けられており、この固定フレーム４５の下部には固定プレート４５ａが形成されている。この固定プレート４５ａは下側の補強梁４０の上面に当接されたうえで、この補強梁４０にボルト４６によって固定されている。
また、隣り合う建物ユニット２，２の対向する柱３，３の下端部にはブラケット４７，４７が対向して形成されており、該ブラケット４７，４７には固定フレーム４５の両端部がボルト４８，４８によって固定されている。

上記のような薄型の制振装置１は、図７に示すように、平面視において左右に隣り合う建物ユニット２，２間に、長辺側でかつ外側に位置する上梁４および下梁６の延長上に配設され、さらに上述したように、隣り合う建物ユニット２，２の対向する柱３，３および補強梁４０に固定されている。
このように、本実施の形態では、隣り合う建物ユニット２，２間を大きくした場合に、これら建物ユニット２，２間に制振装置１を容易かつ有効に配置できる。

本発明に係る制振装置の取付構造の一例を示すもので、その側断面図である。 同、正面図である。 同、建物ユニットを示す斜視図である。 同、平面図である。 本発明に係る制振装置の取付構造の他の例を示すもので、その正面図である。 同、制振装置を取り付けた建物の概略構成を示す正面図である。 同、平面図である

符号の説明

１ 制振装置
２ 建物ユニット
３ 柱
４，５ 上梁
６，７ 下梁
１１ 上支持部
１２ 下支持部
１３ 揺動体
１４ 振動減衰手段
３０，３２ 枢結軸

Claims (4)

1. 複数本の柱と、これら柱の上端部間どうしを結合する上梁と、前記柱の下端部間どうしを結合する下梁とによって略直方体状に形成された建物ユニットが複数上下左右に連結されており、
   左右に隣り合う建物ユニット間に、薄型の制振装置が挿入され、この制振装置が左右に隣り合う建物ユニットの対向する上梁および対向する下梁、または対向する柱に固定されており、
   前記制振装置は、上支持部と、この上支持部より下方に位置する下支持部と、これら上支持部と下支持部との双方に枢結された揺動体と、この揺動体の前記上支持部と下支持部との枢結位置より、上方または下方位置において、前記揺動体と、前記上支持部または前記下支持部とを連結する振動減衰手段とを備え、
   前記下支持部と前記揺動体とは、当該下支持部に形成した穴に枢結軸を挿通することによって枢結されており、前記穴は上下に長い長穴となっており、
   前記上支持部が左右に隣り合う建物ユニットの対向する上梁または対向する柱の上端部に固定され、前記下支持部が左右に隣り合う建物ユニットの対向する下梁または対向する柱の下端部に固定されていることを特徴とする制振装置の取付構造。
2. 請求項１に記載の制振装置の取付構造において、
   前記制振装置は、その幅方向を左右方向に対向する上梁または下梁と平行にして、左右に隣り合う建物ユニット間に挿入されていることを特徴とする制振装置の取付構造。
3. 請求項１に記載の制振装置の取付構造において、
   前記制振装置は、その幅方向を左右方向に対向する上梁または下梁と直角にして、左右に隣り合う建物ユニット間に挿入されていることを特徴とする制振装置の取付構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振装置の取付構造において、
   前記上支持部の上部は前記上梁より突出しており、この突出した上部が上方に位置し、かつ左右に隣り合う上方の建物ユニットの対向する下梁に固定されていることを特徴とする制振装置の取付構造。

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