特許 6779480 振動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6779480

(24)【登録日】2020年10月16日

(45)【発行日】2020年11月4日

(54)【発明の名称】振動制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/08 20060101AFI20201026BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20201026BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20201026BHJP

   F16F 9/32 20060101ALI20201026BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/08 E

   E04H9/02 311

   F16F15/023 A

   F16F9/32 H

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-145375(P2016-145375)

(22)【出願日】2016年7月25日

(65)【公開番号】特開2018-17249(P2018-17249A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2019年5月13日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 大学内発表日：平成２８年 １月３０日 大学内場所 ：学校法人東京理科大学（東京都葛飾区新宿６−３−１）

(73)【特許権者】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000001890

【氏名又は名称】三和テッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085660

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 均

(74)【代理人】

【識別番号】100149892

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 弥生

(72)【発明者】

【氏名】高橋 治

(72)【発明者】

【氏名】淺野 祐一

【審査官】 杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１５８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４２７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９７９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１４１１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４６８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８２８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７６１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８１０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０８６８０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／０８

Ｅ０４Ｈ ９／０２

Ｆ１６Ｆ ９／３２

Ｆ１６Ｆ １５／０２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の架構内に配置され、外力による前記構造物の揺れを低減する振動制御装置であって、
軸方向の一端が前記架構の一部に接続され、軸方向の他端が前記架構の他部に接続され、前記外力に対して前記軸方向に減衰力を生成する制震装置と、
前記制震装置と並列に設けられ、前記一端と前記他端の相対的な変位に応じて前記外力に対して前記軸方向に抵抗力を生成するばね機構と、
前記ばね機構に所定の応力が発生したときに、前記ばね機構を前記制震装置に対して前記軸方向に摺動させる滑り機構と、を備え、
前記滑り機構が作動しない大きさの前記外力が印加されたときに、前記ばね機構の前記抵抗力により前記揺れを低減し、前記滑り機構が作動する大きさの前記外力が印加されたときに、前記滑り機構の摩擦力と前記制震装置の前記減衰力とにより前記揺れを低減することを特徴とする振動制御装置。

【請求項2】

前記制震装置は、軸方向の一端面から軸方向の外方に突出すると共に前記架構の一部に接続された一の継手と、軸方向の他端部に配置されたロッドエンドと、該ロッドエンドの他面から軸方向の外方に突出すると共に前記架構の他部に接続された他の継手と、を有し、軸方向に沿って圧縮方向又は伸長方向に動作することにより前記外力に対して減衰力を生成し、
前記ばね機構は、基端部が前記滑り機構に取り付けられた第１プレートと、前記第１プレートと少なくとも一部が対向して配置され、基端部が前記ロッドエンドに固定された第２プレートと、前記第１プレートと前記第２プレートとの対向面に固定されて、前記一端と前記他端の相対的な変位に応じて変形する粘弾性体を有し、
前記滑り機構は、一部が前記制震装置の一端部の外周面に固定されると共に、前記第一プレートを前記軸方向に摺動可能に支持する平面部を有した支持部材を備え、前記制震装置に対して並列且つ前記ばね機構に対して直列に設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。

【請求項3】

前記粘弾性体は、ゲル状物質であることを特徴とする請求項２に記載の振動制御装置。

【請求項4】

前記ばね機構は、
前記制震装置を挟んで互いに並行に配置された一対の前記第１プレートと、
前記各第１プレートと少なくとも一部が対向して配置された一対の前記第２プレートと、
前記各第１プレートと該各第１プレートに対向する第２プレートの部分に固定された一対の前記粘弾性体と、を備え、
前記滑り機構は、前記制震装置の外周面から夫々相反する方向に突出して、前記各第一プレートを摺動可能に支持する一対の前記支持部材を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の振動制御装置。

【請求項5】

前記制震装置は、シリンダーと、前記シリンダー内に挿通され、一端が前記ロッドエンドに固定されたピストンロッドと、前記シリンダー内を２つの液体室に仕切ると共に、前記ピストンロッドの移動に伴って前記シリンダー内を移動するピストンと、前記２つの液体室を満たす作動液体と、を備え、前記ピストンは、該ピストンが移動するときに前記作動液体が通過するオリフィスを有することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の振動制御装置。

【請求項6】

前記制震装置は、
軸方向の一端側に配置されて軸方向の一端面から前記一の継手が突出すると共に、外周面に前記支持部材が固定されたロードコラムと、
軸方向の他端側に配置され、軸方向の他端部がロッドエンドに接合されたピストンロッドを有し、前記ロードコラムと同軸に配置されるオイルダンパと、を備えることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の振動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築物等の構造物の振動抑制に用いる振動制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、建築等の構造物の耐震性の向上を図る観点から、構造物の揺れを低減する振動制御装置が設けられるようになってきている。このような振動制御装置の中には、耐震と制震の両機能を併せ持ったものが存在する。特許文献１には、地震荷重を弾性域で受ける耐震部と、耐震部が降伏した後にダンパとして機能し、構造物の揺れのエネルギを吸収する制震部とを備えた振動制御装置が記載されている。

【0003】

特許文献１に記載の振動制御装置は、地震荷重に対して抵抗すると共に、所定の破断強度で破断するトリガ部材が設けられた耐震機材と、構造物本体の振動エネルギを吸収する制震ダンパとを備えている。そして、構造物本体の振動によりトリガ部材に印加される負荷が、トリガ部材の破断強度以下の場合には、構造物の揺れに抵抗する抵抗力を生成し（つまり、耐震機能を発揮し）、トリガ部材の破断強度を超えた場合には、トリガ部材を破断させて、制震ダンパによる減衰力を生成している（つまり、制震機能を発揮している）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−０４２９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術を用いれば、耐震機材による耐震機能と、制震ダンパによる制震機能によって、構造物の耐震性を格段に向上させることができる。しかしながら、特許文献１の構成においては、耐震機材と制震ダンパとを構面内に並列又は交差させて設置する必要があるため、柱間隔や梁間隔が狭い構造物（つまり、狭い構面）に適用することは困難である。

【0006】

また、地震によって、トリガ部材が一度破断してしまうと、耐震機能を完全に失ってしまうため、更なる余震に対しては、制震ダンパによる制震機能のみとなり、十分な耐震性を確保することができない。また、破断したトリガ部材の機能を復旧させるためには、新たなトリガ部材に交換等する必要があるため、トリガ部材を着脱自在に構成したり、トリガ部材に対してアクセス容易に構成する必要があり、振動制御装置の設計のみならず、振動制御装置を用いた構造物自体の設計にも制約が発生していた。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記トリガ部材のような交換部品を必要とせず、柱間隔や梁間隔が狭い構造物（つまり、狭い構面）にも適用可能な振動制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明の振動制御装置は、構造物の架構内に配置され、外力による前記構造物の揺れを低減する振動制御装置であって、軸方向の一端が前記架構の一部に接続され、軸方向の他端が前記架構の他部に接続され、前記外力に対して前記軸方向に減衰力を生成する制震装置と、前記制震装置と並列に設けられ、前記一端と前記他端の相対的な変位に応じて前記外力に対して前記軸方向に抵抗力を生成するばね機構と、前記ばね機構に所定の応力が発生したときに、前記ばね機構を前記制震装置に対して前記軸方向に摺動させる滑り機構と、を備え、前記滑り機構が作動しない大きさの前記外力が印加されたときに、前記ばね機構の前記抵抗力により前記揺れを低減し、前記滑り機構が作動する大きさの前記外力が印加されたときに、前記滑り機構の摩擦力と前記制震装置の前記減衰力とにより前記揺れを低減することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、従来のトリガ部材のような交換部品を必要とせず、柱間隔や梁間隔が狭い構造物（つまり、狭い構面）にも適用可能な振動制御装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る振動制御装置の設置例を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る振動制御装置の概略構成を説明する外観図である。

【図3】本発明の実施形態に係る振動制御装置の動作を説明する図である。

【図4】本発明の実施形態に係る振動制御装置の効果確認実験の結果を示すグラフ図である。

【図5】本発明の実施形態に係る振動制御装置の効果確認実験の結果を示すグラフ図である。

【図6】本発明の実施形態に係る振動制御装置の効果確認実験の結果を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

【0012】

（振動制御装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る振動制御装置１の設置例を示す図である。また、図２は、振動制御装置１の概略構成を説明する外観図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は正面図であり、図２（ｃ）は左側面図である。図１に示すように、本実施形態の振動制御装置１は、構造物Ｓの隣り合う２本の柱Ｐ１、Ｐ２と、上下方向に隣り合う下階梁Ｌ１、上階梁Ｌ２と、によって囲まれた架構内（つまり、構面ＶＰ）に配置され、地震等の外力によって発生する構造物Ｓの揺れを低減する装置である。
振動制御装置１は、柱Ｐ１と下階梁Ｌ１との交差部に設けられたガゼットプレートＧＰと柱Ｐ２と上階梁Ｌ２との交差部に設けられたガゼットプレートＧＰとの間に筋交い状に配置される。以下、本明細書においては、図２に示すように、振動制御装置１の長手方向をＸ軸方向、一対のスライダ板２１４、２２４が設けられている方向（つまり、図２（ａ）の上下方向）をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向をＺ軸方向と定義して説明する。また、図２（ａ）及び（ｂ）の一点鎖線は、振動制御装置１の軸心を示している。

【0013】

図２に示すように、振動制御装置１は、オイルダンパ１１０と、ロードコラム１２０と、ロッドエンド１３０とを含んで構成される制震装置１００と、ロードコラム１２０に摺動可能に取り付けられた一対のスライダ板２１４、２２４と、ロッドエンド１３０に固定された一対のフレーム板２１６、２２６と、スライダ板２１４、２２４とフレーム板２１６、２２６との間にそれぞれ狭持されて両者を弾性的に接続する粘弾性体２１８、２２８等を含んで構成される。

【0014】

オイルダンパ１１０は、内部にオイル１１６が充填された円筒状の部材であり（図３）、地震等の外力によって発生するエネルギをオイル１１６の熱エネルギに変換することで振動を低減する（詳細は後述）。

【0015】

ロードコラム１２０は、オイルダンパ１１０と共通の軸心を有するように配置された円筒状の部材である。ロードコラム１２０の一端面にはＸ軸方向に突出する一対の継手１２２、１２４が形成されており、振動制御装置１が構造物Ｓに取り付けられるとき、一対の継手１２２、１２４がガゼットプレートＧＰを跨ぐ（挟む）ように配置されて、不図示のピン等の締結部材によって回転可能に取り付けられる（図１）。

【0016】

ロードコラム１２０の外周面には、スライダ板２１４、２２４がそれぞれ取り付けられる一対の支持部材２１０、２２０が形成されている。図２（ａ）に示すように、一対の支持部材２１０、２２０は、ロードコラム１２０の外周面からＹ軸方向及びＹ軸方向と相反する方向に突出する断面略Ｌ字状のアングル部材であり、スライダ板２１４、２２４が取り付けられる平面部２１０ａ、２２０ａを外側に向けて（つまり、平面部２１０ａ、２２０ａがＹ軸方向に向くように配置されて）ロードコラム１２０の外周面に対して溶接等によって固定されている。また、平面部２１０ａ、２２０ａには、ボルト２１２、２２２が挿通される貫通孔（不図示）が形成されており、ボルト２１２、２２２がスライダ板２１４、２２４の長孔２１４ａ、２２４ａ（図２において不図示）と該貫通孔に挿通され、ナット２１３、２２３に締結されることにより、スライダ板２１４、２２４が平面部２１０ａ、２２０ａに取り付けられる。

【0017】

ロッドエンド１３０は、オイルダンパ１１０から延出するピストンロッド１１２の他端と接合された矩形板状の部材である。ロッドエンド１３０の一端面にはＸ軸方向に突出する一対の継手１３２、１３４が形成されており、振動制御装置１が構造物Ｓに取り付けられるとき、一対の継手１３２、１３４がガゼットプレートＧＰを跨ぐ（挟む）ように配置されて、不図示のピン等の締結部材によって回転可能に取り付けられる（図１）。

【0018】

一対のスライダ板２１４、２２４は、制震装置１００をＹ軸方向に挟んでＸ軸方向に並行に延びる板状の部材である。一対のスライダ板２１４、２２４のＸ軸方向上流側の端部（図中左側に位置する基端部）には、Ｘ軸方向に延びる長孔２１４ａ、２２４ａが形成されており（図２（ｂ））、複数のボルト２１２、２２２が長孔２１４ａ、２２４ａに挿通され、ナット２１３、２２３に締結されることにより、スライダ板２１４、２２４が支持部材２１０、２２０の平面部２１０ａ、２２０ａにそれぞれ取り付けられる。つまり、一対のスライダ板２１４、２２４は、一対の支持部材２１０、２２０によってそれぞれ片持ち支持されている。なお、本実施形態においては、複数のボルト２１２、２２２とナット２１３、２２３は、所定の締め付けトルクで締結されており、スライダ板２１４、２２４が平面部２１０ａ、２２０ａに対して摺動可能に固定されている。そして、スライダ板２１４、２２４と平面部２１０ａ、２２０ａとの間に滑り耐力を超える応力がＸ軸方向に働いたとき、スライダ板２１４、２２４が平面部２１０ａ、２２０ａに対して摺動して、所定の摩擦力が発生するようになっている（詳細は後述）。

【0019】

一対のフレーム板２１６、２２６は、一対のスライダ板２１４、２２４のそれぞれと少なくとも一部が対向するように、スライダ板２１４、２２４に近接して配置される、板状の部材である。一対のフレーム板２１６、２２６は、Ｘ軸方向下流側の端部（基端部）がロッドエンド１３０に固定され、片持ち支持されている。

【0020】

粘弾性体２１８は、スライダ板２１４とフレーム板２１６に接着により固定されることで狭持され、両者を弾性的に接続する部材である。また、同様に、粘弾性体２２８は、スライダ板２２４とフレーム板２２６に接着等の手法により固定されることで狭持され、両者を弾性的に接続する部材である。本実施形態においては、それぞれのスライダ板２１４、２２４のＸ軸方向下流側の端部と、それぞれのフレーム板２１６、２２６のＸ軸方向上流側の端部が対向しており、両部材の対向部分に粘弾性体２１８が配置されている。
本実施形態の粘弾性体２１８は、例えば、αＧＥＬ（登録商標）等、ゲル状物質である。本実施形態においては、地震等の外力が振動制御装置１に印加されたときに、粘弾性体２１８、２２８がＸ軸方向にせん断変形することにより、外力に対して抵抗力が発生するようになっている（詳細は後述）。

【0021】

（振動制御装置の動作）
次に、本実施形態の振動制御装置１の具体的な動作についてさらに詳述する。図３は、振動制御装置１の動作を説明する図である。図３（ａ）は、振動制御装置１に外力が印加されていない状態を示し、図３（ｂ）は、振動制御装置１に微小振幅の外力が印加されている状態を示し、図３（ｃ）は、振動制御装置１に大振幅の外力が印加されている状態を示している。なお、図３（ａ）〜（ｃ）においては、説明の便宜のため、オイルダンパ１１０について、Ｘ−Ｙ平面における部分概略断面図を示している。

【0022】

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態のオイルダンパ１１０は、オイル１１６が充填されたシリンダー１１１と、シリンダー１１１内に挿通されて軸方向（Ｘ軸方向）に進退自在に支持されたピストンロッド１１２と、ピストンロッド１１２の一端部（ロードコラム１２０側の端部）周辺に固定され、シリンダー１１１内を２つの液体室１１１ａ、１１１ｂに仕切るピストン１１４と、を備えている。なお、ピストンロッド１１２の他端部は、ロッドエンド１３０に接合されている。

【0023】

図３（ａ）に示すように、振動制御装置１に外力が印加されていない場合、振動制御装置１のロッドエンド１３０とロードコラム１２０は、それぞれ初期位置に位置し、ピストン１１４もシリンダー１１１の軸方向の略中央部に位置している。

【0024】

構造物Ｓが地震等によって振動し、振動制御装置１に微小振幅の外力が印加されると、ロッドエンド１３０とロードコラム１２０の相対的な位置関係が変化する。このため、ピストン１１４もシリンダー１１１内を軸方向（Ｘ軸方向）に変位することとなる。
図３（ｂ）は、ロッドエンド１３０に対して、白抜き矢印Ａ１で示す方向（つまり、Ｘ軸の負方向）に微小振幅の外力が印加された様子を示している。図３（ｂ）に示すように、ロッドエンド１３０に微小振幅の外力が印加されると、ロッドエンド１３０に固定されたピストンロッド１１２が軸方向に押圧されて、ロッドエンド１３０とロードコラム１２０の相対的な位置が変位するため、ピストン１１４もシリンダー１１１内を軸方向に変位するが、同時に、ロッドエンド１３０に固定された一対のフレーム板２１６、２２６も軸方向に変位しようとする。このため、スライダ板２１４、２２４とフレーム板２１６、２２６との間に狭持された粘弾性体２１８、２２８に軸方向のせん断応力（軸方向に伸びようとする力）が発生するが、同時に、粘弾性体２１８、２２８の粘性抵抗（つまり、反作用）によって、黒塗り矢印Ａ２で示す方向（つまり、Ｘ軸の正方向）に抵抗力（軸方向に縮もうとする力）を発生させる。
つまり、本実施形態の粘弾性体２１８、２２８は、オイルダンパ１１０と並列に設けられた、一種のばね機構として機能し、ピストンロッド１１２の変位に追随して図３（ｂ）のようにせん断変形するため、これに伴う粘性抵抗は移動方向と反対向きの抵抗力となってピストンロッド１１２に作用する。従って、ロッドエンド１３０に印加される外力は、所定の振幅範囲内（つまり、粘弾性体２１８、２２８がせん断変形する範囲内）では主として粘弾性体２１８、２２８の粘性抵抗によって吸収されることとなる。
しかしながら、このような構成においては、ロッドエンド１３０に印加される外力の振幅が大きくなると、粘弾性体２１８、２２８がせん断により破壊してしまう虞がある。このため、本実施形態においては、粘弾性体２１８、２２８のせん断応力が所定値以上となったときに、一対のスライダ板２１４、２２４を軸方向にスライドさせることによって、粘弾性体２１８、２２８が破壊したり、所定量以上にせん断したりしないように構成している。

【0025】

図３（ｃ）は、ロッドエンド１３０に対して、白抜き矢印Ａ３で示す方向（つまり、Ｘ軸の負方向）に大振幅の外力が印加された状態（つまり、粘弾性体２１８、２２８に作用するせん断応力が所定値以上となった状態）を示している。本実施形態においては、粘弾性体２１８、２２８に作用するせん断応力が所定値以上となったときに、一対のスライダ板２１４、２２４が軸方向に摺動するように、一対のスライダ板２１４、２２４が一対の支持部材２１０、２２０の平面部２１０ａ、２２０ａに対して所定の締結力で固定されている。換言すると、一対のスライダ板２１４、２２４と平面部２１０ａ、２２０ａは、一種の滑り機構を構成している。従って、ロッドエンド１３０に大振幅の外力が印加されると、図３（ｃ）に示すように、粘弾性体２１８、２２８がせん断変形した状態で、一対のスライダ板２１４、２２４が軸方向にスライドする。そして、一対のスライダ板２１４、２２４がスライドすると、平面部２１０ａ、２２０ａとの摩擦によって移動方向と反対向き（つまり、黒塗り矢印Ａ４方向）の抵抗力（つまり、摩擦力）を発生させる。

【0026】

また、ロッドエンド１３０に大振幅の外力が印加されると、一対のスライダ板２１４、２２４がスライドするため、ロッドエンド１３０に固定されたピストンロッド１１２が軸方向に大きく変位し、これに伴ってシリンダー１１１内のピストン１１４も軸方向に大きく変位することとなる。そして、シリンダー１１１内においてピストン１１４が大きく変位すると、ポンプ作用によってオイル１１６に流れが生じ、オイル１１６がピストン１１４に形成されたオリフィス１１４ａを通ることで、オリフィス１１４ａの前後に圧力差が生じる。そして、この圧力差は、シリンダー１１１やピストンロッド１１２に掛かるため、ロッドエンド１３０には、移動方向と反対向き（つまり、黒矢印方向）の減衰力が生じることとなる。このように、本実施形態においては、ロッドエンド１３０に対して大振幅の外力が印加された場合、一対のスライダ板２１４、２２４を平面部２１０ａ、２２０ａに対してスライドさせて、移動方向と反対向きの抵抗力を発生させると共に、オイルダンパ１１０によって移動方向と反対向きの減衰力を発生させている。従って、ロッドエンド１３０に印加される外力は、一対のスライダ板２１４、２２４の抵抗力と、オイルダンパ１１０の減衰力によって吸収されることとなる。

【0027】

なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）においては、ロッドエンド１３０に対して、Ｘ軸の負方向に外力が印加された場合の動作（つまり、オイルダンパ１１０の圧縮方向の動作）を説明したが、ロッドエンド１３０に対して、Ｘ軸の正方向に外力が印加された場合は、単にオイルダンパ１１０の動作が逆方向となる（つまり、伸長方向の動作をする）だけであるので、詳細な説明は省略する。

【0028】

このように、本実施形態の振動制御装置１は、微小振幅の外力に対しては、主として粘弾性体２１８、２２８の粘性抵抗を利用して耐震機能を発揮し、大振幅の外力に対しては、一対のスライダ板２１４、２２４の摩擦力、及びオイルダンパ１１０の減衰力を利用して制震機能を発揮するように構成している。このため、本実施形態の振動制御装置１によれば、振動エネルギの大小に拘わらず、構造物の揺れを的確に制御することが可能となる。また、本実施形態においては、一対のスライダ板２１４、２２４を摺動可能とすることによって、粘弾性体２１８、２２８がせん断することがないように構成しているため、従来のトリガ部材のように交換部品を必要とせず、また更なる余震に対しても十分な耐震機能及び制震機能が発揮されるものとなる。また、本実施形態の振動制御装置１においては、耐震機能を有するばね機構（つまり、粘弾性体２１８、２２８）と、制震機能を有する滑り機構（つまり、スライダ板２１４、２２４）及びオイルダンパ１１０とが一体的に構成されているため、１つの構面ＶＰに対しては１つの振動制御装置１を配置すればよく、柱間隔や梁間隔が狭い構造物Ｓ（つまり、狭い構面ＶＰ）にも適用可能なものとなる。

【0029】

（効果確認実験）
図４〜図６は、本発明の発明者等が行った、振動制御装置１の効果確認実験の結果である。図４は、振動試験装置を用いて±１０ｍｍのストロークで正弦波加振実験を行った結果を示すグラフである。図５は、振動試験装置を用いて±２０ｍｍのストロークで正弦波加振実験を行った結果を示すグラフである。また、図６は、振動試験装置を用いて±２０ｍｍのストロークでランダム波応答実験を行った結果を示すグラフである。なお、図４〜図６において、横軸は、振動試験装置によって印加する変位量（ｍｍ）であり、振動制御装置１のロッドエンド１３０の変位を示している。また、縦軸は、測定器によって計測した振動制御装置１の減衰力（ｋＮ）を示している。なお、図４〜図６において、実線で示すグラフは、本実施形態の振動制御装置１の特性を示しており、破線で示すグラフは、粘弾性体２１８、２２８を有さない従来の建築用オイルダンパ単体の特性を示したものである。

【0030】

（試験体として用いた振動制御装置１の構成）
図４〜図６に示す効果確認実験においては、以下の表１に示す仕様の建築用のバイリニア型オイルダンパ（三和テッキ株式会社製）をオイルダンパ１１０として用い、表２に示す仕様の粘弾性体を粘弾性体２１８、２２８として用いて、振動制御装置１を構成した。そして、粘弾性体２１８、２２８のせん断変形量が１０ｍｍまでは、スライダ板２１４、２２４が変位せず、粘弾性体２１８、２２８のせん断変形量が１０ｍｍを超えたときに、スライダ板２１４、２２４が変位して摩擦力が発生するように構成した。なお、振動制御装置１の試験体の主なパラメータは、以下の通りである。
（１）変位量１０ｍｍまでの剛性： １２．５ｋＮ／ｍｍ
（２）変位量１０ｍｍ以上の剛性： ６．４ｋＮ／ｍｍ
（３）滑り耐力： ６４ｋＮ

【0031】

【表1】

【0032】

【表2】

【0033】

（実験結果の考察）
図４に示すように、振動制御装置１のロッドエンド１３０を±１０ｍｍのストロークの正弦波で加振すると、スライダ板２１４、２２４が変位しない状態で、粘弾性体２１８、２２８がせん断変形するため、減衰力は、粘弾性体２１８、２２８の特性が支配的となると考えられるが、本実施形態の振動制御装置１の特性は、粘弾性体２１８、２２８を有さない従来の建築用オイルダンパ単体の特性よりも高い剛性と減衰性を示した。

【0034】

また、図５に示すように、振動制御装置１のロッドエンド１３０を±２０ｍｍのストロークの正弦波で加振すると、スライダ板２１４、２２４が変位するため、減衰力は、スライダ板２１４、２２４の摩擦力と、オイルダンパ１１０の減衰力による特性が支配的となると考えられるが、本実施形態の振動制御装置１の特性は、スライダ板２１４、２２４を有さない従来の建築用オイルダンパ単体の特性よりも高い剛性と減衰性を示した。

【0035】

また、図６に示すように、振動制御装置１のロッドエンド１３０を±２０ｍｍのストロークのランダム波で加振すると、スライダ板２１４、２２４が変位する状態と変位しない状態がランダムに発生するが、粘弾性体２１８、２２８やスライダ板２１４、２２４を有さない従来の建築用オイルダンパと同様の追従性を示していることがわかる。また、振動制御装置１の減衰力は、従来の建築用オイルダンパの減衰力をはるかに上回っていることがわかる。

【0036】

以上のことから、本実施形態の振動制御装置１は、従来の建築用オイルダンパに比較して、極めて高い減衰力を有するものであり、これを構造物Ｓに適用することにより、構造物Ｓは十分な耐震機能と制震機能を有するものとなる。

【0037】

以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、本実施形態の粘弾性体２１８、２２８は、αゲル（登録商標）であるものとして説明したが、所定の弾性力を有するゲル状物質であれば適用できる。

【0038】

また、本実施形態の振動制御装置１は、構造物Ｓの隣り合う２本の柱Ｐ１、Ｐ２と、上下方向に隣り合う下階梁Ｌ１、上階梁Ｌ２と、によって囲まれた架構内（つまり、構面ＶＰ）に筋交い状に配置されるものとして説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、振動制御装置１の一端（つまり、ロードコラム１２０の一対の継手１２２、１２４）が架構の一部に回動可能に接続（又は固定）され、他端（つまり、ロッドエンド１３０の一対の継手１３２、１３４）が架構の他の部分に回動可能に接続（又は固定）されていればよい。

【0039】

また、本実施形態の振動制御装置１は、オイル１１６が充填されたオイルダンパ１１０を有するものとして説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、オイル１１６に代えて、他の作動流体が充填された流体ダンパを適用することも可能である。

【0040】

（本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ）
第１の態様に係る振動制御装置（振動制御装置１）は、構造物（構造物Ｓ）の架構内（構面ＶＰ）に介装され、外力による構造物の揺れを低減する振動制御装置であって、一端（ロードコラム１２０）が架構の一部（下階梁Ｌ１）に固定され、他端（ロッドエンド１３０）が架構の他の部分（上階梁Ｌ２）に固定され、外力に対して減衰力を生成する制震装置（制震装置１００）と、制震装置の一端と他端との間に、制震装置と並列に設けられ、一端と他端の相対的な変位に応じて外力に対して抵抗力を生成するばね機構（粘弾性体２１８、２２８）と、ばね機構に所定の応力が発生したときに、ばね機構を制震装置に対して摺動させて、外力に対して摩擦力を生成する滑り機構（スライダ板２１４、２２４）と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、微小振幅の外力に対しては、ばね機構の粘性抵抗によって耐震機能が発揮され、大振幅の外力に対しては、滑り機構の摩擦力、及び制震装置の減衰力によって制震機能が発揮される。このため、本態様の振動制御装置によれば、振動エネルギの大小に拘わらず、構造物の揺れを的確に制御することが可能となる。
また、本態様においては、耐震機能を有するばね機構と、制震機能を有する滑り機構及び制震装置とが一体的に構成されている。従来、構造物に対して、その剛性を高めて耐震機能を向上させる補強材と、構造物の揺れを低減する制震装置の双方を設置する場合、両者は別個の部材であることから、これらを夫々異なる構面に配置する必要があり、工事箇所及び工事費用の増大、各部材の設置による開口部の減少に伴う利便性の低下等を招いていた。本態様によれば、１つの構面に対しては１つの振動制御装置を配置すればよく、柱間隔や梁間隔が狭い構造物（つまり、狭い構面）にも適用可能なものとなる。
また、本態様によれば、ばね機構に所定の応力が発生したときに、ばね機構が制震装置に対して摺動するため、ばね機構がせん断してしまうことがない。従って、従来のトリガ部材のように交換部品を必要とせず、また更なる余震に対しても十分な耐震機能及び制震機能が発揮されるものとなる。

【0041】

第２の本態様に係る振動制御装置は、ばね機構が、一端と他端の相対的な変位に応じて変形する粘弾性体（粘弾性体２１８、２２８）を有することを特徴とする。
このような構成によれば、粘弾性体の粘性抵抗を利用して、簡単な構成でばね機構を実現することができる。

【0042】

第３の本態様に係る振動制御装置は、粘弾性体が、ゲル状物質であることを特徴とする。
このような構成によれば、粘弾性体の粘性抵抗を利用して、容易に所定の抵抗力を得ることができる。

【0043】

第４の本態様に係る振動制御装置は、ばね機構が、制震装置を挟むように互いに平行に配置され、基端部が制震装置の一端側に取り付けられた一対の第１プレート（スライダ板２１４、２２４）と、各第１プレートと対向するように各第１プレートに近接して配置され、基端部が制震装置の他端側に固定された一対の第２プレート（フレーム板２１６、２２６）と、を有し、粘弾性体は、各第１プレートと該各第１プレートに近接する第２プレートに接着されて狭持され、一端と他端の相対的な変位に応じてせん断変形することを特徴とする。

【0044】

第５の本態様に係る振動制御装置は、滑り機構が、制震装置の一端側に配置され、一対の第１プレートを摺動可能に支持する一対の支持部材を有することを特徴とする。

【0045】

第６の本態様に係る振動制御装置は、制震装置が、ばね機構が制震装置に対して摺動するときに、減衰力を生成することを特徴とする。

【0046】

第７の本態様に係る振動制御装置は、制震装置が、シリンダーと、シリンダー内に挿通され、一端が制震装置の他端に固定されたピストンロッドと、シリンダー内を２つの液体室に仕切ると共に、ピストンロッドの移動に伴ってシリンダー内を移動するピストンと、２つの液体室を満たす作動液体と、を備え、ピストンは、該ピストンが移動するときに作動液体が通過するオリフィスを有することを特徴とする。

【0047】

なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本態様の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0048】

１…振動制御装置、１００…制震装置、１１０…オイルダンパ、１１１…シリンダー、１１１ａ、１１１ｂ…液体室、１１２…ピストンロッド、１１４…ピストン、１１４ａ…オリフィス、１１６…オイル、１２０…ロードコラム、１２２、１２４、１３２、１３４…継手、１３０…ロッドエンド、２１０、２２０…支持部材、２１０ａ、２２０ａ…平面部、２１２、２２２…ボルト、２１３、２２３…ナット、２１４、２２４…スライダ板、２１４ａ、２２４ａ…長孔、２１６、２２６…フレーム板、２１８、２２８…粘弾性体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】