特許 7502742 制振装置、建物、応力付与部材及び制振装置の設置方法

(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】

(24)【登録日】2024-06-11

(45)【発行日】2024-06-19

(54)【発明の名称】制振装置、建物、応力付与部材及び制振装置の設置方法

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20240612BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 351

E04H9/02 311

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020033680

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021134625

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-02-24

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 １．公開日：令和２年２月１２日 ２．集会名、会場：２０１９年度名城大学理工学部建築学科卒業研究発表会 名城大学 天白キャンパス 共通講義棟東 Ｈ－２０３ （愛知県名古屋市天白区塩釜口１－５０１） ３．公開者：金森主馬 ４．公開内容：金森主馬は、所属する大学の卒業研究発表会において、松田和浩及び上野浩志が発明した制振装置の性能を評価する試験の結果を公開した。

(73)【特許権者】

【識別番号】599002043

【氏名又は名称】学校法人 名城大学

(73)【特許権者】

【識別番号】523049122

【氏名又は名称】Ｃ＆ｅホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松田 和浩

(72)【発明者】

【氏名】上野 浩志

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０４８３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９３７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２２８３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５６５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５３１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０２７４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８１７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８３３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１０２６１０６（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｈ ９／００－９／１６

Ｅ０４Ｂ １／００－１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の架構に設置するための制振装置において、
変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、
前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体と、
前記支持体に応力を生じさせるための応力付与部材と、
を備え、
前記ダンパーは、油圧ダンパーであり、
前記応力付与部材が前記支持体に加える力の方向は、前記制振装置が設置される壁の主面に沿った方向であって、前記油圧ダンパーの軸線方向に交差する方向に設定されている、
ことを特徴とする制振装置。

【請求項2】

前記油圧ダンパーは、略水平方向に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の制振装置。

【請求項3】

前記支持体は、前記架構を構成する第１の横架材に接続されて前記油圧ダンパーのシリンダ及びピストンロッドのいずれか一方を支持する第１支持部と、前記架構を構成する第２の横架材に接続されて前記シリンダ及び前記ピストンロッドの他方を支持する第２支持部と、を含み、
前記応力付与部材は、前記第１支持部に力を加える第１の応力付与部材と、前記第２支持部に力を加える第２の応力付与部材と、を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の制振装置。

【請求項4】

前記制振装置は、上下に並行する２本の横架材と、前記２本の横架材を上下に接続する２本の垂直材と、によって囲まれる壁に設置されるように構成され、
前記支持体は、（１）前記ダンパーと接続されるダンパー側接続部と、（２）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記２本の横架材及び前記２本の垂直材のいずれか１つである構造部材に他端を接続される第１軸材と、（３）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記構造部材の長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部とは異なる位置で前記構造部材に他端を接続される第２軸材と、を含み、前記構造部材を底辺とし前記ダンパー側接続部を頂点とするトラス構造を形成するように構成されており、
前記応力付与部材は、前記ダンパー側接続部から、前記長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部と前記第２軸材及び前記構造部材の接続部との間の位置に向かって延びるように取り付けられることで、前記第１軸材及び前記第２軸材の両方に軸力を導入するように構成された軸材である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制振装置。

【請求項5】

建物の架構のうち、上下に並行する２本の横架材と、前記２本の横架材を上下に接続する２本の垂直材と、によって囲まれる壁に設置するための制振装置において、
変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、
前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体と、
前記支持体に応力を生じさせるための応力付与部材と、
を備え、
前記支持体は、（１）前記ダンパーと接続されるダンパー側接続部と、（２）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記２本の横架材及び前記２本の垂直材のいずれか１つである構造部材に他端を接続される第１軸材と、（３）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記構造部材の長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部とは異なる位置で前記構造部材に他端を接続される第２軸材と、を含み、前記構造部材を底辺とし前記ダンパー側接続部を頂点とするトラス構造を形成するように構成されており、
前記応力付与部材は、前記ダンパー側接続部から、前記長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部と前記第２軸材及び前記構造部材の接続部との間の位置に向かって延びるように取り付けられることで、前記第１軸材及び前記第２軸材の両方に軸力を導入するように構成された軸材である、
ことを特徴とする制振装置。

【請求項6】

前記応力付与部材は、前記架構を支持する建物の基礎に埋設されたアンカー部材に反力を取って前記支持体に力を加えるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制振装置。

【請求項7】

前記応力付与部材は、前記架構を構成する柱材又は横架材を貫通する取付け部材に反力を取って前記支持体に力を加えるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制振装置。

【請求項8】

建物の架構に設置するための制振装置において、
変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、
前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体と、
前記支持体に応力を生じさせるための応力付与部材と、
を備え、
前記応力付与部材は、前記架構を支持する建物の基礎に埋設されたアンカー部材に反力を取って前記支持体に力を加えるように構成されている、
ことを特徴とする制振装置。

【請求項9】

前記ダンパーはリリーフ弁を有する油圧ダンパーであり、
前記支持体は、複数の軸材を含み、
前記複数の軸材の各々について、前記応力付与部材によって当該軸材に導入される軸力の大きさが、前記油圧ダンパーのリリーフ荷重に対応する当該軸材の軸力変動より大きな値に設定されている、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制振装置。

【請求項10】

前記支持体は、前記制振装置が設置される壁の主面と平行に広がる主面を有する面材によって構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至３、８のいずれか１項に記載の制振装置。

【請求項11】

前記応力付与部材は、張力を付与されるテンション材であり、
前記テンション材が導入する力によって前記支持体が前記架構に押し付けられるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の制振装置。

【請求項12】

架構と、
前記架構に設置された、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の制振装置と、
を備えることを特徴とする建物。

【請求項13】

建物の架構に設置される制振装置に取り付けるための応力付与部材であって、
前記制振装置は、変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体と、を有しており、
前記応力付与部材は、前記制振装置に取り付けられた状態において、前記支持体に応力を生じさせるように構成されており、
前記ダンパーは、油圧ダンパーであり、
前記応力付与部材が前記支持体に加える力の方向は、前記制振装置が設置される壁の主面に沿った方向であって、前記油圧ダンパーの軸線方向に交差する方向に設定されている、
ことを特徴とする応力付与部材。

【請求項14】

建物の架構のうち、上下に並行する２本の横架材と、前記２本の横架材を上下に接続する２本の垂直材と、によって囲まれる壁に設置される制振装置に取り付けるための応力付与部材であって、
前記制振装置は、変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体と、を有しており、
前記支持体は、（１）前記ダンパーと接続されるダンパー側接続部と、（２）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記２本の横架材及び前記２本の垂直材のいずれか１つである構造部材に他端を接続される第１軸材と、（３）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記構造部材の長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部とは異なる位置で前記構造部材に他端を接続される第２軸材と、を含み、前記構造部材を底辺とし前記ダンパー側接続部を頂点とするトラス構造を形成するように構成されており、
前記応力付与部材は、軸材であり、前記ダンパー側接続部から、前記長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部と前記第２軸材及び前記構造部材の接続部との間の位置に向かって延びるように取り付けられることで、前記第１軸材及び前記第２軸材の両方に軸力を導入するように構成されている、
ことを特徴とする応力付与部材。

【請求項15】

建物の架構に設置される制振装置に取り付けるための応力付与部材であって、
前記制振装置は、変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体と、を有しており、
前記応力付与部材は、前記制振装置に取り付けられた状態において、前記架構を支持する建物の基礎に埋設されたアンカー部材に反力を取って前記支持体に力を加えることで、前記支持体に応力を生じさせるように構成されている、
ことを特徴とする応力付与部材。

【請求項16】

変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、
前記ダンパーを建物の架構に支持する支持体と、
応力付与部材と、
を有する制振装置の設置方法であって、
前記ダンパー及び前記支持体を前記架構に取付ける工程と、
前記架構に取付けられた前記支持体に、前記応力付与部材によって応力を生じさせる工程と、
を含み、
前記ダンパーは、油圧ダンパーであり、
前記応力付与部材が前記支持体に加える力の方向は、前記制振装置が設置される壁の主面に沿った方向であって、前記油圧ダンパーの軸線方向に交差する方向に設定されている、
ことを特徴とする制振装置の設置方法。

【請求項17】

変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、
前記ダンパーを建物の架構に支持する支持体と、
応力付与部材と、
を有する制振装置を、建物の架構のうち、上下に並行する２本の横架材と、前記２本の横架材を上下に接続する２本の垂直材と、によって囲まれる壁に設置する設置方法であって、
前記ダンパー及び前記支持体を前記架構に取付ける工程と、
前記架構に取付けられた前記支持体に、前記応力付与部材によって応力を生じさせる工程と、
を含み、
前記支持体は、（１）前記ダンパーと接続されるダンパー側接続部と、（２）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記２本の横架材及び前記２本の垂直材のいずれか１つである構造部材に他端を接続される第１軸材と、（３）一端を前記ダンパー側接続部に接続されると共に、前記構造部材の長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部とは異なる位置で前記構造部材に他端を接続される第２軸材と、を含み、前記支持体を前記架構に取り付けた状態において、前記構造部材を底辺とし前記ダンパー側接続部を頂点とするトラス構造が形成され、
前記応力付与部材は、軸材であり、前記ダンパー側接続部から、前記長手方向について前記第１軸材及び前記構造部材の接続部と前記第２軸材及び前記構造部材の接続部との間の位置に向かって延びるように取り付けられることで、前記第１軸材及び前記第２軸材の両方に軸力が導入される、
ことを特徴とする制振装置の設置方法。

【請求項18】

変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパーと、
前記ダンパーを建物の架構に支持する支持体と、
応力付与部材と、
を有する制振装置の設置方法であって、
前記ダンパー及び前記支持体を前記架構に取付ける工程と、
前記架構に取付けられた前記支持体に、前記応力付与部材によって応力を生じさせる工程と、
を含み、
前記応力付与部材は、前記架構を支持する建物の基礎に埋設されたアンカー部材に反力を取って前記支持体に力を加えるように設置される、
ことを特徴とする制振装置の設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地震等によって建物に入力されるエネルギーを吸収することで建物の耐震性能を向上させる制振装置、制振装置を備えた建物、制振装置用の応力付与部材、及び制振装置の設置方法に関する。

【背景技術】

【0002】

木造住宅の耐震性能を確保する方法としては、住宅の構造壁の一部を筋交いや構造用合板等の面材によって補強した耐力壁として設計することが広く行われている。建築直後の状態において、耐力壁の壁頂部における水平方向の荷重と変形量（層間変形量）との関係（以下、復元力特性とする）は、変形量に対して荷重が線形的に増加する原点指向型である。しかし、耐力壁に対して繰り返し外力が加わると、耐力壁を構成する筋交いや合板並びにその取付け構造等に損傷が生じることにより外力に対する変形量が増加し、特に壁の変形量が小さい領域で変形量に対する荷重増加の傾きが小さくなったスリップ型の復元力特性が現れることが知られている。スリップ型の復元力特性を有する耐力壁は、地震動により建物に入力されるエネルギーを効率的に受け止めることができない。

【0003】

これに対し、木造住宅の耐震性能を効果的に向上させる技術として、制振装置が注目されている。制振装置の場合、地震動により建物に入力される運動エネルギーを建物の壁内部に取り付けたダンパーによって吸収して熱等の形で散逸させることで、建物の損壊を軽減する。特許文献１には粘弾性ダンパーを用いた制振装置の例が記載され、特許文献２には油圧ダンパーを用いた制振装置の例が記載されている。

【0004】

図１は制振装置が取り付けられた木造住宅の壁（制振壁）の例であり、梁１０２が土台１０１に対して水平方向に変位すると、ブレース２５２，２５３を介して油圧ダンパー２５４が伸縮するように構成されている。この制振壁の復元力特性は、例えば図２の実線のように表され、変形量が小さい領域でも比較的大きな減衰力が発生していることが分かる。理想的な制振壁は、繰り返される地震によって住宅躯体の剛性が低下して入力に対する変形量が大きくなったとしても当初の復元力特性を維持し、長期間に亘って高いエネルギー吸収効率を発揮する。

【0005】

また、理想的な制振装置の場合、建物の架構に対するダンパーの取付け構造を幾何学的に評価することで、架構の変形量に対するダンパーの変形量の比（以下、ダンパーの作動効率とする）を求めることができ、ダンパー自体の復元力特性とダンパーの作動効率とに基づいて制振壁全体の復元力特性を評価することができる。制振壁を設置することで住宅の耐震性能を効果的に高めるには、住宅全体の剛性と制振壁の復元力特性とが適切なバランスとなるように制振壁を設計することが重要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－２０７２９２号公報

【文献】特開２０１７－０５３１３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、実際の制振壁の復元力特性は上述の理想的な状態とはならない。これは、ダンパーを建物の架構に取り付ける取付け部材（図１の例ではブレース２５２，２５３）の変形等により、ダンパーの作動効率が取付け構造から定まる理論値よりも小さくなるからである。つまり、建物の架構に対してダンパーを支持している支持体（ブレース２５２，２５３及びこれらと架構又はダンパーとの接合部を含む）が有する柔性により、建物の変形量に応じて生じるはずのダンパーの変形量の一部が失われた状態となる。

【0008】

特に、取付け部材と建物の架構との接合部のガタ等によりスリップが生じると、制振壁の復元力特性は、制振壁の変形量が小さい領域においてダンパーの作動効率が著しく低下したスリップ型のものとなり、期待される制振性能を得られなくなる。

【0009】

なお、取付け部材を高剛性の材料で構成したり、取付け部材と建物の架構とを強固に接合することも考えられるが、製造コストや施工性の面での制約から、これらの方法でダンパー変形の損失を完全に防ぐことは現実的ではない。また、上で挙げた取付け部材の弾性変形や取付け部材と建物の架構の接合部以外にも、取付け部材の寸法を調整する機構もダンパー変形の損失要因となる。

【0010】

そこで、本発明は、建物の変形が比較的小さい領域でもダンパーを効率的に作動させることで制振性能を向上可能な制振装置、建物、応力付与部材及び制振装置の設置方法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】

【0011】

本発明の一態様に係る制振装置（２００；３００）は、建物の架構（１００）に設置するための制振装置において、
変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパー（２０１）と、
前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体（２２０，２３０；３１０，３２０）と、
前記支持体に応力を生じさせるための応力付与部材（２２３，２３３；３０３，３０４）と、
を備えることを特徴とする。

【0012】

本発明の他の一態様に係る応力付与部材（２２３，２３３；３０３，３０４）は、建物の架構（１００）に設置される制振装置（２００）に取り付けるための応力付与部材であって、
前記制振装置は、変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパー（２０１）と、前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体（２２０，２３０；３１０，３２０）と、を有しており、
前記応力付与部材は、前記制振装置に取り付けられた状態において、前記支持体に応力を生じさせるように構成されている、
ことを特徴とする。

【0013】

本発明のさらに他の一態様に係る制振装置の設置方法は、
変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパー（２０１）と、
前記ダンパーを建物の架構（１００）に支持する支持体（２２０，２３０；３１０，３２０）と、
応力付与部材（２２３，２３３；３０３，３０４）と、
を有する制振装置の設置方法であって、
前記ダンパー及び前記支持体を前記架構に取付ける工程と、
前記架構に取付けられた前記支持体に、前記応力付与部材によって応力を生じさせる工程と、
を含むことを特徴とする。

【0014】

本発明の更なる特徴は、以下で図面を用いて例示する実施形態により明らかにされる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、建物の架構にダンパーを支持している支持体の全体に応力付与部材によって応力を生じさせることで支持体におけるスリップの発生を防いで、建物の変形が比較的小さい領域でもダンパーを効率的に作動させることができる。これにより、制振装置及び制振壁の制振性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】制振壁の一例を表す正面図。

【図2】制振壁の復元力特性を表す図。

【図3】制振壁の他の一例を表す図（ａ～ｄ）。

【図4】実施例１に係る制振壁を表す正面図。

【図5】実施例１に係るダンパー接合部の構成例を表す図（ａ～ｃ）。

【図6】実施例１に係るダンパー接合部の他の構成例を表す斜視図。

【図7】実施例１においてテンション材によって各ブレースに導入されるプレストレス（ａ）、及び、ダンパー接合部の荷重に対する各ブレースの軸力変動（ｂ、ｃ）を表す図。

【図8】実施例１においてテンション材が導入すべき軸力の大きさを計算する方法を説明するための図（ａ、ｂ）。

【図9】実施例２に係る制振壁を表す正面図。

【図10】変形例に係る制振壁を表す概略図（ａ～ｄ）。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。

【0018】

（制振壁）
実施形態に係る制振壁について説明する前に、まず、図３（ａ）に示す参考例を用いて制振壁の構成を説明する。本参考例の制振壁１Ｚは、木造軸組工法の軸組架構１００に、油圧ダンパー２０１を有する制振装置２００Ｚが設置された壁である。軸組架構１００は、水平方向に延びる横架材としての土台１０１及び梁１０２と、これら横架材を上下に接続する垂直材としての柱材１０３，１０４とによって構成される。制振装置２００Ｚの主要部は、正面視で土台１０１、梁１０２及び柱材１０３，１０４によって囲まれる矩形状の壁内空間に収容される。木造軸組工法の軸組架構１００は、柱材及び横架材の少なくとも一部が非金属材料で構成された軸組架構の例である。

【0019】

柱材１０３，１０４は、土台１０１及び梁１０２に対してほぞ継等の方法で接合され、必要に応じてかど金物等で補強される。そのため、静止状態においては軸組架構１００の相対位置は固定されているが、地震動等により軸組架構１００が水平方向（図中左右方向）に揺れると、軸組架構１００が平行四辺形状に変形する。即ち、柱材１０３，１０４が互いに平行関係を保ったまま土台１０１及び梁１０２に対して回転変位を生じることで、梁１０２が土台１０１に対して水平方向に相対変位する。なお、本実施形態において、「接合」とは、ピン接合及び剛接合を含む概念であって、２以上の部材を連結状態とすることを指す。また、「接合」には、２以上の部材が互いに接触した状態で連結されるものだけでなく、ピン等の連結部材を介して連結されるものを含む。

【0020】

制振装置２００Ｚは、このような上下の横架材の間に生じる水平方向の相対変位（層間変形）をダンパーに伝達してダンパーの変形を生じさせることで、建物の振動を減衰させる装置である。図３（ａ）に示す制振装置２００Ｚは、ダンパーとして油圧ダンパー２０１を使用し、油圧ダンパー２０１を下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０によって軸組架構１００に支持することで構成されている。

【0021】

油圧ダンパー２０１は、オイルが封入されたシリンダ２０２と、シリンダ２０２に対して摺動するピストン２０４と、ピストン２０４に連結されたピストンロッド２０３と、を有し、軸線方向が制振壁１の面内方向（制振壁１の主面に沿った方向）であって略水平方向を向く姿勢で配置されている。シリンダ２０２内の空間はピストン２０４によって２つの油室に区画されており、ピストン２０４にはオリフィス及びリリーフ弁が設けられている。このような油圧ダンパー２０１は、オリフィスにおける流れ抵抗によって生じる油室間の油圧差によってピストンロッド２０３の伸縮に抵抗する減衰力を発生させると共に、リリーフ弁によりバイリニアな減衰力特性を発揮する。即ち、ピストン２０４の移動速度が比較的小さい領域では、ピストン２０４の移動速度に対して荷重が急勾配で増大し、油室間の油圧差がリリーフ弁の作動圧（リリーフ圧）を超える領域では、ピストン２０４の移動速度に対する荷重の変化量が小さくなる。

【0022】

下側取付け部２２０は、それぞれ油圧ダンパー２０１と土台１０１とを連結する複数の（この例では２本の）ブレース２２１，２２２によって構成される。各ブレース２２１，２２２は、一端（上端）をピン等の接合部ａ１’を介してシリンダ２０２に接合され、他端（下端）をブラケット等の接合部ｂ１’，ｂ２’を介して土台１０１に接合されている。２か所の接合部ｂ１’，ｂ２’は水平方向に離れており、一方のブレース２２１は略鉛直方向に延び、他方のブレース２２２は鉛直方向下方に向かって水平方向の一方（図中左方）に傾斜している。従って、下側取付け部２２０は、ダンパー側の接合部ａ１’を頂点とするトラス構造である。

【0023】

上側取付け部２３０は、上下が反転している以外、下側取付け部２２０と同様の構成を備える。即ち、上側取付け部２３０は、それぞれ油圧ダンパー２０１と梁１０２とを連結する２本のブレース２３１，２３２によって構成される。各ブレース２３１，２３２は、一端（下端）をピン等の接合部ａ２’を介してピストンロッド２０３に接合され、他端（上端）をブラケット等の接合部ｂ３’，ｂ４’を介して梁１０２に接合されている。２か所の接合部ｂ３’，ｂ４’は水平方向に離れており、一方のブレース２３１は略鉛直方向に延び、他方のブレース２３２は鉛直方向上方に向かって水平方向の他方（図中右方）に傾斜している。従って、上側取付け部２３０も、ダンパー側の接合部ａ２’を頂点とするトラス構造である。

【0024】

このような下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０は、理想的には、それぞれ土台１０１及び梁１０２と一体の構造体である。即ち、ブレースの変形や接合部の緩み等が無いものと仮定すれば、土台１０１に対する接合部ａ１’の相対位置は一定であり、梁１０２に対する接合部ａ２’の相対位置は一定である。この場合、層間変形が生じていない図３（ｂ）の状態から、水平方向の荷重によって図３（ｃ）又は図３（ｄ）のように梁１０２が土台１０１に対して変位する（層間変形が生じる）と、梁１０２の変位量に等しい変位量でピストンロッド側の接合部ａ２’がシリンダ側の接合部ａ１’に対して変位する。即ち、図３（ａ）の参考例において、「梁１０２の水平方向の変位量Ｘに対する油圧ダンパー２０１の変形量Ｙの比（Ｙ／Ｘ）」で定義される油圧ダンパーの作動効率は、理論的には「１」となる。

【0025】

なお、ここではブレース式の支持体によって油圧ダンパー２０１を軸組架構１００に支持する構成を例示したが、支持体の構成やダンパーの方式如何に関わらず、支持体の幾何学形状を解析することで、理論上のダンパーの作動効率（層間変形に対するダンパー変形量の比）を求めることができる。そして、この作動効率と、軸組架構１００の剛性等の必要なパラメータ等に基づいて、制振壁の復元力特性を評価することが可能である。

【0026】

（ダンパー変形の損失要因）
しかしながら、実際の制振壁においてダンパーの作動効率は理論上の値とは一致しないことが経験的に知られている。これは、１つには支持体を構成するブレース等の部材が変形するためである。また、支持体とダンパーの接合部や、支持体と建物の架構の接合部における微小なガタも、ダンパーの作動効率を低下させる要因となる。

【0027】

このような損失要因により、従来の制振壁では、ダンパーの支持体を幾何学的に評価することで得られるダンパー作動効率の理論値に対して、実際の作動効率の値は小さくなっていた。特に、支持体と建物の架構との接合部のガタ等によりスリップが生じると、層間変形が小さい（ゼロに近い）領域でダンパーの作動効率が顕著に小さくなる結果、図２の破線に示すようにスリップ型の復元力特性が現れることがあった。このようなスリップが生じると、制振壁は地震により建物に入力されるエネルギーを効果的に吸収することができない。

【0028】

また、制振壁の開発において最も難しい点の一つは、様々な建物の寸法に適応できるようにすることである。木造建物では地域や工務店により壁の寸法が異なり、一般に柱間隔は９００～１０００ｍｍ程度、壁の高さは２４００～３０００ｍｍ程度の範囲で変化する。多様な設計に柔軟に対応して可能な限り多くの住宅の制振性能を向上させるため、通常、ダンパーの取付け部材には寸法の調節機構が設けられる場合が多い。

【0029】

しかし、このような調節機構もダンパー変形の損失要因となり得る。例えば図３（ａ）に示す参考例において、各ブレース２２１，２２２，２３１，２３２は、小鋼管を大鋼管の中に挿入し、適当なブレース長となるところでボルト締めすることで柱間隔や壁高さの違いに対応可能としている。しかし、ボルト締め部でスリップ（ガタ）が生じると、ダンパーの変形が損なわれる。

【0030】

上に挙げたダンパー変形の損失要因に対して、ダンパーの取付け部材として高剛性部材を使用して変形を抑制し、取付け部材とダンパー又は軸組架構とを強固に接合し、さらに調節機構のガタが生じないように強固に設計することも考えられる。しかし、製造コストや施工性と得られる効果とのバランスを考えると、取付け部材やその接合部にある程度の変形やガタを許容した設計とするのが現実的であり、ダンパー変形の損失を最小化することは難しいと考えられていた。

【0031】

そこで、本実施形態では、制振壁におけるダンパーの支持体全体にプレストレスを導入することにより、層間変形が小さい領域におけるスリップの発生を抑制し、ダンパー変形の損失を最小化するための構成を提案する。

【実施例1】

【0032】

実施例１として、図３（ａ）に示した参考例の制振壁１Ｚに応力付与部材を追加した構成例を説明する。図４に示すように、本実施例の制振壁１は、参考例と同じく木造軸組工法の軸組架構１００に、油圧ダンパー２０１を有する制振装置２００が設置された壁であって、油圧ダンパー２０１のシリンダ２０２及びピストンロッド２０３がそれぞれ下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０を介して土台１０１及び梁１０２に支持されている。また、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０の各々は、２本のブレース２２１，２２２（２３１，２３２）によって構成されるトラス構造である。

【0033】

油圧ダンパー２０１は本実施例におけるダンパーであり、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０は本実施例における支持体である。このうち、第１の横架材としての土台１０１にシリンダ２０２を支持する下側取付け部２２０は本実施例の第１支持部であり、第２の横架材としての梁１０２にピストンロッド２０３を支持する上側取付け部２３０は本実施例の第２支持部である。また、ブレース２２１，２２２，２３１，２３２は本実施例における支持部材である。このうち、垂直ブレース２２１又は２３１を本実施例の第１軸材とするとき、これに対応する斜行ブレース２２２又は２３２は本実施例の第２軸材である。なお、「軸材」には、鋼管等の鉄部材に限らず、木材である筋交い材を用いてもよい。

【0034】

参考例と異なり、本実施例ではプレストレス材として２本のテンション材２２３，２３３を使用する。テンション材２２３は、下側取付け部２２０とシリンダ２０２との接合部ａ１に接合されており、接合部ａ１に対して図中矢印Ｓａで表す向きの力を加えることで下側取付け部２２０にプレストレスを導入している。テンション材２３３は、上側取付け部２３０とピストンロッド２０３との接合部ａ２に接合されており、接合部ａ２に対して図中矢印Ｓｂで表す向きの力を加えることで上側取付け部２３０にプレストレスを導入している。つまり、テンション材２２３は第１支持部としての下側取付け部２２０に応力を生じさせる第１の応力付与部材として機能し、テンション材２３３は第２支持部としての上側取付け部２３０に応力を生じさせる第２の応力付与部材として機能する。

【0035】

テンション材２２３，２３３が支持体としての下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０にプレストレスを導入する結果、層間変形が生じていない状態で、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０は緊張状態となる。「緊張状態」とは、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０と油圧ダンパー２０１との接合部ａ１，ａ２、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０と軸組架構との接合部ｂ１～ｂ４、及びブレース２２１，２２２，２３１，２３２の調節機構（ｃ１～ｃ４）のいずれにもガタが無くなるように締め固められた状態を指す。

【0036】

層間変形が生じていない状態で下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０が緊張状態となる結果、支持体を構成する下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０の剛性が高まり、かつ、各接合部におけるスリップが防がれる。これにより、上述したダンパー変形の損失要因を最小化することが可能となる。以下、テンション材２２３，２３３を備える本実施例の制振装置２００の詳細をさらに説明する。

【0037】

下側取付け部２２０はダンパー側の接合部ａ１を頂点とするトラス構造であり、テンション材２２３は、接合部ａ１からブレース２２１，２２２の間を通って下方に延びる軸材（線材）である。従って、テンション材２２３が接合部ａ１に加える力の方向は、接合部ａ１から、ブレース２２１，２２２が土台１０１に反力を取る反力点（接合部ｂ１，ｂ２）の間に向かう方向である。同様に、上側取付け部２３０に関しても、テンション材２３３が接合部ａ２に加える力の方向は、接合部ａ２から、ブレース２３１，２３２が梁１０２に反力を取る反力点（接合部ｂ３，ｂ４）の間に向かう方向である。

【0038】

テンション材２２３，２３３が接合部ａ１，ａ２に加える力（Ｓａ，Ｓｂ）の向きは、制振壁１の面内方向であって油圧ダンパー２０１の軸線方向に交差する方向であるため、油圧ダンパー２０１の動作に与える影響は比較的小さい。テンション材２２３，２３３が導入する力（Ｓａ，Ｓｂ）の向きと油圧ダンパー２０１の軸線方向との角は垂直に近いと好ましく、例えば４５度以上（１３５度以下）、より好ましくは６０度以上（１２０度以下）、さらに好ましくは７５度以上（１０５度以下）となるようにテンション材２２３，２３３を配置する。

【0039】

本実施例のプレストレス材は、いずれも引張軸力が付与されたテンション材である。そのため、軸組架構１００の層間変形が生じていない状態で、ブレース２２１，２２２にはプレストレスとして圧縮軸力が作用する。

【0040】

プレストレス材としてこのようなテンション材を使用すると、ブレース２２１，２２２が土台１０１に押し付けられ、ブレース２３１，２３２が梁１０２に押し付けられた状態で位置決めされるため、支持体と軸組架構１００との接合部ｂ１～ｂ４を圧着を基本とした簡易な構成とすることができる。即ち、プレストレス材を使用せずにブレース構造の支持体を構成する場合、接合部ｂ１～ｂ４には、建物の揺れが生じた際にブレースを軸組架構１００の柱材又は横架材から引き抜こうとする力が作用することから、引抜力に抵抗するためにビス止めの数を多くするなど接合部ｂ１～ｂ４を強固に構成する必要がある。これに対し、本実施例では建物の揺れが生じても接合部ｂ１～ｂ４には基本的にはブレースを軸組架構１００に押し付ける力が作用する状態が続くため、接合部ｂ１～ｂ４を圧着構成としてもブレースの位置ずれを十分に抑制できる。

【0041】

テンション材２２３，２３３は、耐力の高い部材、即ち、導入されるプレテンション及び層間変形に伴って生じるテンション材２２３，２３３の軸力変動に対して、十分に線形弾性の範囲で挙動できる部材である必要があり、例えばＭ１２長ボルト等の鋼材を好適に使用することができる。テンション材２２３，２３３の反力も耐力の高い部材からとることが好ましく、例えば軸組架構１００を支持する建物の基礎１００Ｂに反力を取るようにすると好適である。具体的には、基礎１００Ｂのコンクリートにアンカー部材としてのアンカーボルト２４１を埋設すると共に、テンション材２２３の下端部を溶接したテンション治具ｄ１をアンカーボルト２４１に対して固定すればよい。なお、アンカーボルト２４１によって柱材１０３，１０４のスパンの中間で土台１０１を固定することは、ブレース２２１，２２２が取り付けられている土台１０１の剛性を高めて、土台１０１の曲げ変形によるダンパー変形の損失を低減する効果がある。ただし、テンション材２２３を、ビス打ちや座金付きボルトによって土台１０１に反力を得る構成とすることも可能である。

【0042】

一方、上側のテンション材２３３については、梁１０２を貫通し梁１０２上面に設けられた座金を有する座金付きボルト２４２を用意し、テンション材２３３の上端部を溶接したテンション治具ｄ２を座金付きボルト２４２に対して固定すればよい。梁１０２は、一般的に土台１０１よりもせい（上下幅）が大きく、土台１０１より大きな剛性を確保できる場合が多いため、少なくとも土台１０１に比べて梁１０２の曲げ変形は生じにくい。なお、梁１０２の上面に座ぐり加工を施して座金付きボルト２４２の突出を防いでもよい。

【0043】

テンション材２２３，２３３に引張軸力を付与する方法及びその大きさを調整する方法としては、既知の張力機構を用いることができる。例えば、図５（ｂ）に示すようにターンバックル２２３ｂを締め回すことで、テンション材２２３，２３３に所望の引張軸力を付与することができる。

【0044】

本実施例において、ブレース２２１，２２２，２３１，２３２は、層間変形が生じていない無負荷状態で圧縮軸力が作用する圧縮材である。ブレース２２１，２２２，２３１，２３２としては、例えばφ４２．７ｍｍ程度の鋼管を好適に使用することができる。ブレース２２１，２２２，２３１，２３２は、長さ調整のための調節機構を兼ねるジャッキベースｃ１～ｃ４を介して、土台１０１又は梁１０２にビス固定されたブラケットに接合される。ジャッキベースｃ１～ｃ４は、ピン接合の接合部ｂ１～ｂ４によってブラケットに接合すると好適である。

【0045】

なお、柱材１０３，１０４にビス止めした金属板２２５，２２６によってブレース２２１，２３１及びテンション材２２３，２３３を保持することで、面外方向（制振壁１の法線方向）に油圧ダンパー２０１並びに下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０が変位することを規制すると好適である。

【0046】

図５（ａ～ｃ）は、油圧ダンパー２０１と下側取付け部２２０との接合部ａ１（支持体のダンパー接合部）の構成例を表している。接合部ａ１は、ピン２５１によって油圧ダンパー２０１のシリンダ２０２及び下側取付け部２２０の各ブレース２２１，２２２をピン接合している。具体的には、ピン２５１の両端部にＣ型止め輪用溝を形成しておく。そして、シリンダ２０２と一体に設けられたピン係合部２０２ａと、各ブレース２２１の先端部に切り込みを入れて溶接した鋼板２２１ａ，２２１ａ，２２２ａ，２２２ａとが図示した位置関係に並ぶようにピン２５１を貫通させた状態で、ピン２５１の両端部にＣ型止め輪を装着することで抜け止めしている。

【0047】

さらに、この接合部ａ１にはテンション材２２３が接合される。例えば、テンション材２２３の先端部に取付けプレート２２３ａを固定し、シリンダ２０２のピン係合部２０２ａ及び各ブレース２２１，２２２の鋼板２２１ａ，２２２ａと共に、取付けプレート２２３ａをピン２５１に貫通させる。なお、取付けプレート２２３ａの固定方法としては、図６の斜視図に示すように、取付けプレート２２３ａに形成した穴２２３ｅにテンション材２２３を通してナット止めする方法がある。また、例えば取付けプレート２２３ａとテンション材２２３との間に皿ばねを介在させることで、長期間に亘ってテンション材２２３の軸力を一定に保つことが考えられる。

【0048】

このように、下側取付け部２２０と油圧ダンパー２０１とを接合しているピン２５１に対して、さらにテンション材２２３を集約的に接合する構成としている。この構成により、テンション材２２３はピン２５１を介して下側取付け部２２０の全体にプレストレスを導入することができる。

【0049】

本実施例では、下側取付け部２２０に対して２本のテンション材２２３，２２３が使用されている（図５（ｃ）参照）。２本のテンション材２２３，２２３は、制振壁１の法線方向において油圧ダンパー２０１の軸心位置を挟んで対称に、かつ、法線方向から見て互いに重なる位置関係にある。これにより、テンション材２２３，２２３から下側取付け部２２０に作用する力が制振壁１の面外方向の成分を含むことを防いでいる。

【0050】

なお、油圧ダンパー２０１のピストンロッド２０３と上側取付け部２３０との接合部ａ２（図４）についても、上記接合部ａ１と同様のピン接合によって構成される。

【0051】

（導入するプレストレスの大きさ）
次に、テンション材２２３によって導入するプレストレスの大きさを決定する方法を説明する。図７（ａ）は、下側取付け部２２０及び下側のテンション材２２３の構造モデルを表している。本実施例の支持体である下側取付け部２２０は、構成部材に曲げモーメントが作用しないブレース構造であるため、図７（ａ）に示すように、全ての構成部材を軸材（トラス材）で表した構造モデルを用いて構造計算することができる。

【0052】

（１）満たすべき条件
以下、垂直ブレース２２１の軸力をＳ１とし、斜行ブレース２２２の軸力をＳ２とし、テンション材２２３の軸力をＳ３とする。Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の値を記載するときは、引張軸力に正の符号を付し、圧縮軸力に負の符号を付す。また、接合部ａ１に対して油圧ダンパーからの荷重が作用していない無負荷状態（層間変形がゼロの状態）において、テンション材２２３にはＳ３の引張軸力（プレテンション）が付与されているものとする。図７（ａ）に示すように、無負荷状態では、テンション材２２３が導入するプレストレスにより、ブレース２２１，２２２には圧縮軸力が作用している。無負荷状態から地震動等によって建物が揺らされると、油圧ダンパー２０１から接合部ａ１に対して荷重が加わる。

【0053】

図７（ｂ）は、接合部ａ１に対して水平方向の一方向きの荷重Ｆ１（油圧ダンパー２０１を収縮させる方向の層間変形が生じるときの荷重）が作用した状況を表している。このとき、垂直ブレース２２１の圧縮力（Ｓ１）は無負荷状態に比べて増加し、斜行ブレース２２２の圧縮力（Ｓ２）は無負荷状態に比べて減少する。

【0054】

図７（ｃ）は、接合部ａ１に対して水平方向他方向きの荷重Ｆ２（油圧ダンパー２０１を伸長させる方向の層間変形が生じるときの荷重）が作用した状況を表している。このとき、垂直ブレース２２１の圧縮力（Ｓ１）は無負荷状態に比べて減少し、斜行ブレース２２２の圧縮力（Ｓ２）は無負荷状態に比べて増加する。

【0055】

ここで、テンション材２２３が導入するプレストレスによって上述したスリップ特性の防止を含む所望の効果を確実に得るためには、ダンパーの支持体を構成する各支持部材について、「ダンパーが作動する際に当該支持部材に生じる軸力変動の最大値ΔＳｍａｘ」が、「無負荷状態で当該支持部材に導入されるプレストレスの値Ｓｐ」よりも小さい（ΔＳｍａｘ＜Ｓｐ）ことが必要である。

【0056】

例えば、図７（ａ）に示す無負荷状態で、Ｓ１＝－１９．４［ｋＮ］、Ｓ２＝－２１．７［ｋＮ］であったとする。つまり、垂直ブレース２２１に導入されるプレストレスの値Ｓｐが－１９．４［ｋＮ］であり、斜行ブレース２２２に導入されるプレストレスの値Ｓｐが－２１．４［ｋＮ］である。

【0057】

このとき、図中右向きの荷重Ｆ１が作用したときのブレース２２２の圧縮方向の軸力変化が＋２１．７ｋＮ未満であれば、図７（ｂ）の状態でもブレース２２２には依然として圧縮軸力が作用していることになり、ブレース２２２に関して接合部ａ１，ｂ２等におけるスリップは生じないと考えられる。一方、荷重Ｆ１が作用したときのブレース２２２の軸力変化が＋２１．７ｋＮを超えていると、荷重がゼロからＦ１まで変化するいずれかの時点で、ブレース２２２のプレストレスが抜けている（軸力Ｓ２のゼロ点を通過する）ことになり、接合部ａ１，ｂ２等でスリップが生じる可能性がある。ブレース２２１に関しても、同様に、図中左向きの荷重Ｆ２が作用したときのブレース２２１の圧縮方向の軸力変化が＋１９．４ｋＮ未満であれば、図７（ｃ）の状態でもブレース２２１には依然として圧縮軸力が作用していることになり、ブレース２２１に関して接合部ａ１，ｂ１等のスリップは生じないと考えられる。

【0058】

従って、テンション材２２３に接合部ａ１に加える力と支持部材に導入されるプレストレスの値との関係、並びにダンパーから接合部ａ１に加わる荷重と支持部材の軸力変動との関係が分かっていれば、最大の軸力変動が生じた状態でも各ブレース２２１，２２２の軸力Ｓ１，Ｓ２の符号が反転しないようにテンション材２２３に付与する軸力の大きさを決めることができる。

【0059】

（２）プレストレス材が支持体に加える力とプレストレスとの関係
ところで、本実施例の支持体はトラス構造（特に、静定トラス）であるから、支持体の幾何学的構成が与えられていれば、無負荷状態でプレストレス材が支持体に加える力と、この力によって支持体の各支持部材に導入されるプレストレスの大きさとの関係を容易に求めることができる。つまり、無負荷状態でテンション材２２３に所定の大きさの引張軸力を導入したときの各ブレース２２１，２２２の圧縮軸力Ｓ２，Ｓ３の大きさは、簡単に求めることができる。

【0060】

例えば、図８（ａ）に示すようにテンション材２２３によって無負荷状態で４０ｋＮの引張軸力を導入して接合部ａ１に力を加えたとする。また、この構造モデルでａ１－ｂ１間、ｂ１－ｄ１間、ｄ１－ｂ２間の距離の比は、４：１：１であるものとする。このとき、接合部ａ１における力の釣合条件から、無負荷状態で垂直ブレース２２１に作用する圧縮軸力は－１９．４ｋＮであり、無負荷状態で斜行ブレース２２２に作用する圧縮軸力は－２１．７ｋＮであることが分かる。

【0061】

ここでは静定トラス構造の支持体を前提にして計算したが、軸材のみで構成されるブレース構造の支持体であれば、通常の構造計算手法により、プレストレス材が支持体に加える力と支持部材に導入されるプレストレスの値との関係を比較的簡単に求めることができる。

【0062】

（３）ダンパー荷重と支持部材の軸力変動との関係
また、支持体の幾何学的構成が与えられていれば、ダンパーと支持体の接合部に加わる荷重（ダンパー荷重）と、ダンパー荷重によって生じる支持体の各支持部材の軸力変動との関係を求めることができる。

【0063】

例えば、節点間の距離は図８（ａ）で説明したものと同じであるものとし、全ての軸材のヤング率及び断面積が共通であるものとし、さらに図７（ｂ）の状態で荷重Ｆ１の大きさが１０ｋＮであるとする。この場合、ブレース２２１，２２２にはそれぞれ－２１．１ｋＮ、＋２１．０ｋＮの軸力変動が生じ、テンション材２２３には＋２．４ｋＮの軸力変動が生じる。

【0064】

ここで、テンション材２２３の有無による軸力変動の変化について考える。図８（ｂ）は、テンション材２２３を無視した下側取付け部２２０の構造モデルを表している。節点間の距離は図８（ａ）で説明したものと同じである。このとき、接合部ａ１に対して水平方向で図中右向きに１０ｋＮのダンパー荷重が加わると、接合部ａ１における力の釣合条件から垂直ブレース２２１に生じる軸力変動ΔＳ１は－１９．９ｋＮ、斜行ブレース２２２に生じる軸力変動ΔＳ２は＋２２．３ｋＮであることが容易に計算できる。つまり、テンション材２２３を加味した構造モデルにおける軸力変動の計算結果は、テンション材２２３を無視した場合の計算結果と１割も変化していないことが分かる。

【0065】

実際のテンション材２２３の断面積は、通常、圧縮材であるブレース２２１，２２２の断面積よりも小さく設計されるから、全ての軸材のヤング率及び断面積が共通である仮定が成り立たないとしても、ダンパー荷重に対するテンション材２２３の軸力変動が小さく、ブレース２２１，２２２の軸力変動ΔＳ１，ΔＳ２が大きいことは明らかである。

【0066】

そこで、テンション材２２３を無視した構造モデルでダンパー荷重と支持部材の軸力変動との関係を求めた上で、ダンパー荷重の最大値に対応する支持部材の軸力変動を例えば１割上増しした値のプレストレスを導入しておけば、（１）で説明した条件（ΔＳｍａｘ＜Ｓｐ）を満たすことができる。

【0067】

（４）ダンパー荷重の最大値
ダンパー荷重の最大値とは、制振装置のダンパーが発揮する減衰力の最大値である。言い換えると、ダンパー荷重の最大値とは、制振壁の設置環境（住宅躯体の剛性等）や想定される最大震度の地震動に応じて制振壁が最も強く揺らされるときのダンパー荷重を指す。制振壁を設計するにあたって、ダンパー荷重の最大値を事前に想定しておき、（１）～（３）で説明した方法により、ダンパーの支持体を構成する各支持部材についてΔＳｍａｘ＜Ｓｐが満たされるようにプレストレス材が導入するプレストレスの値を決定する。

【0068】

例えば、本実施例において下側取付け部２２０に対するダンパー荷重の最大値が±１０ｋＮであるとする。このとき、±１０ｋＮのダンパー荷重に対するブレース２２１，２２２の軸力変動ΔＳ１，ΔＳ２は、テンション材２２３を無視した構造モデルの計算結果からそれぞれ±２２ｋＮ程度、±２５ｋＮ程度と見積もられる。そこで、無負荷状態において、ブレース２２１に導入される圧縮軸力が２２ｋＮより大きく、かつ、ブレース２２２に導入される圧縮軸力が２５ｋＮより大きくするためには、テンション材２２３に付与する引張軸力を例えば４５ｋＮ以上に設定すればよい。

【0069】

なお、実際にはプレストレス導入時の施工誤差や、試験体条件の変動、軸力低下を引き起こす各種要因（木材のクリープや鋼材のリラクゼーションなど）を考慮して、テンション材２２３に導入する引張軸力は余裕を見て大きめに設定することが好ましい。

【0070】

また、ダンパーとしてリリーフ弁を有する油圧ダンパーを用いる場合、少なくともリリーフ荷重に対応する支持部材の軸力変動ΔＳに対してΔＳ＜Ｓｐが満たされるようにプレストレスの値を決めるものとする。これにより、少なくともダンパー荷重がリリーフ荷重以下となる領域であればスリップの発生を防ぐことができる。同様に、ダンパーとして例えば金属の塑性変形を利用する履歴型ダンパーを用いる場合、少なくとも降伏荷重に対応する支持部材の軸力変動ΔＳに対してΔＳ＜Ｓｐが満たされるようにプレストレスの値を決めるものとする。

【0071】

（制振装置の設置方法）
制振装置２００を設置する場合、制振装置２００を構成する１組の部材（本実施例の場合、ダンパー２０１、ブレース２２１，２２２，２３１，２３２及びテンション材２２３，２３３）を用意する。このとき、ダンパー２０１を、ブレース２２１，２２２，２３１，２３２及びテンション材２２３，２３３と予め接合したものを用意してもよく、個別に用意して建築現場で組み合わせてもよい。

【0072】

本実施例の制振装置２００が期待される制振性能を発揮するためには、設置後の状態で油圧ダンパー２０１の支持体に適切な応力が生じている必要がある。そのため、制振壁１とする部分の軸組架構１００に対して下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０によってダンパー２０１を取り付けた後に、テンション材２２３，２３３に引張軸力を付与することで、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０に応力を生じさせればよい。

【0073】

（変形例１）
上記の実施例１では、プレストレス材としてテンション材を使用し、支持部材であるブレースを圧縮材としているが、プレストレス材を圧縮材として圧縮軸力を加える構成としてもよい。この場合、ブレース２２１，２２２，２３１，２３２はテンション材となるため、実施例１に比べて断面積の小さな軸材を用いてもよい。

【0074】

（変形例２）
上記実施例１では、応力付与部材としてのテンション材２２３，２３３が、制振装置２００の一部として予め用意されている場合について説明したが、既に流通している制振装置に対して応力付与部材を後付けする方法も考えられる。例えば、図３（ａ）に示す参考例の制振装置２００Ｚに実施例１で説明したテンション材２２３，２３３を装着して、下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０に応力を生じさせることで、建物の変形が小さい領域におけるダンパーの作動効率を改善する効果が期待できる。

【実施例2】

【0075】

実施例２として、トラス構造の支持体に代えて面材を用いた支持体によってダンパーを支持する構成例を説明する。図９は本実施例に係る制振壁１の正面図であり、図中右側中央はＡ－Ａ線における断面図であり、図中右側下段はＢ－Ｂ線における断面図である。以下、実施例１と共通の符号を付した要素は実施例１と同様の構成及び作用を備えるものとする。

【0076】

本実施例の制振装置３００は、油圧ダンパー２０１を、下側取付け部３１０及び上側取付け部３２０を介して軸組架構１００に取り付けたものである。下側取付け部３１０は、厚物合板３１１が、第１接合部としての接合部ｇ１，ｇ２において土台１０１に接合され、第２接合部としての接合部ｅ１において油圧ダンパー２０１のシリンダに接合されて構成されている。同様に上側取付け部３２０は、厚物合板３２１が、第１接合部としての接合部ｇ３，ｇ４において梁１０２に接合され、第２接合部としての接合部ｅ２において油圧ダンパー２０１のピストンロッドに接合されて構成されている。厚物合板３１１，３２１は、剛性を有し制振壁１の主面と平行（取り付け公差等の実際上許容すべき小さな差は無視するものとする）に広がる主面を有する面材の一例である。

【0077】

ダンパー側の接合部ｅ１，ｅ２は、厚物合板３１１，３２１にねじ固定した金属プレートｆ１，ｆ２と油圧ダンパー２０１とをピン３５１によってピン接合したものを使用する。また、軸組架構側の接合部ｇ１～ｇ４は、例えばＬ字状に屈曲した金物を介して厚物合板３１１，３２１と土台１０１又は梁１０２とを連結した構成とする。

【0078】

以上の下側取付け部３１０及び上側取付け部３２０の構成により、梁１０２が土台１０１に対して水平方向に変位すると、梁１０２の変位量と理論上は等しい変位量（作動効率が１の状態）で、油圧ダンパー２０１が伸縮する。しかしながら、ダンパー変形の損失要因（例えば接合部ｅ１，ｅ２，ｇ１～ｇ４のガタ）により、層間変形が小さい領域でスリップが生じると、ダンパーの作動効率が低下する。

【0079】

そこで、本実施例でも、応力付与部材としてテンション材３０３，３０４を使用することでダンパーの支持体にプレストレスを導入し、支持体の剛性を高めてスリップの発生を抑制する。テンション材３０３，３０４は、下側取付け部３１０及び上側取付け部３２０のダンパー側の接合部ｅ１，ｅ２と、土台１０１及び梁１０２に設けられたテンション治具ｈ１，ｈ２との間に張設されており、接合部ｅ１，ｅ２を介して下側取付け部３１０及び上側取付け部３２０の全体にプレストレスを導入する。

【0080】

テンション材３０３は、接合部ｅ１から接合部ｇ１，ｇ２の間に向かって延びる軸材（線材）である。従って、テンション材３０３が接合部ｅ１に加える負荷の方向は、接合部ｅ１と厚物合板３１１の反力点（接合部ｇ１，ｇ２）とを結ぶ２本の仮想線の間の方向となる。同様に、テンション材３０４が接合部ｅ２に加える負荷の方向は、接合部ｅ２と厚物合板３２１の反力点（接合部ｇ３，ｇ４）とを結ぶ２本の仮想線の間の方向となる。

【0081】

その他、テンション材３０３，３０４の詳細な構成としては、実施例１と同様のものを用いることができる。

【0082】

このような構成によっても、テンション材３０３，３０４が導入するプレストレスによって、無負荷状態において下側取付け部３１０及び上側取付け部３２０の全体が緊張状態となるため、層間変形が小さい領域における油圧ダンパー２０１の作動効率を改善して制振壁１の制振性能を向上させることができる。

【0083】

（その他の実施例）
上記の実施例１，２で挙げた形態に限らず、支持架構の構成が異なる様々な制振装置に対して本技術を適用することができる。図１０（ａ～ｄ）にそのような制振装置の例を挙げて説明する。

【0084】

図１０（ａ）は、油圧ダンパー２０１と支持体との接合部ａ１，ａ２にテンション材２２３，２３３を接合する代わりに、垂直ブレース２２１，２３１と斜行ブレース２２２，２３２を連結する連結材２２４にテンション材２２３，２３３を接合し、連結材２２４を介して下側取付け部２２０及び上側取付け部２３０にプレストレスを導入する構成としている。このように、油圧ダンパー２０１と支持体との接合部ａ１，ａ２以外の部位に力を加える構成でも、支持体の剛性を高めて油圧ダンパー２０１の作動効率を改善可能である。

【0085】

図１０（ｂ）は、粘弾性ダンパー２６０を用いた制振装置の例を表している。粘弾性ダンパー２６０の上部は梁に固定され、下部はブレース２６１，２６２によって土台に対して固定されている。粘弾性ダンパー２６０は、ゴム等の高分子が有する粘弾性により、軸組架構１００の層間変形に抵抗する。ここで、粘弾性ダンパー２６０とブレース２６１，２６２の取付け部材に応力付与部材としてのテンション材２６３を接合してテンション材２６３に引張軸力を付与すれば、ブレース２６１，２６２からなる支持体の剛性を高めて、層間変形が小さい領域における粘弾性ダンパー２６０の作動効率を改善できる。

【0086】

図１０（ｃ）は、粘弾性ダンパー２７０を用いた制振装置の他の例を表している。粘弾性ダンパー２７０の一方の側部は右側の柱材に固定され、他方の側部はブレース２７１，２７２によって左側の柱材に対して固定されている。ここで、粘弾性ダンパー２６０におけるブレース２７１，２７２の取付け部に応力付与部材としてのテンション材２７３を接合してテンション材２７３に引張軸力を付与すれば、ブレース２７１，２７２からなる支持体の剛性を高めて、層間変形が小さい領域における粘弾性ダンパー２７０の作動効率を改善できる。

【0087】

なお、図１０（ｃ）の配置例はテンション材２７３が柱材から反力を取るため柱材の曲げ変形が懸念されるが、制振壁の設置個所に太い柱材が使用されている場合や、鉄骨造の建物の場合には柱材の曲げ変形が抑制されるため、好適に適用することができる。また、ブレース２７１，２７２は、木の筋交い材に置き換えてもよく、粘弾性ダンパー２７０に代えて図１に例示した油圧ダンパー２５４を用いてもよい。

【0088】

図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）の制振装置を柱材を挟んで対称に配置し、各粘弾性ダンパー２８０，２８０におけるブレース２８２，２８３，２８４，２８５の取付け部同士を、柱材を貫通するテンション材２８６によって連結したものである。この構成により、柱材から反力をとることなくプレストレスを導入することができる。

【0089】

以上に挙げたものは例示にすぎず、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない範囲で適宜に変更を加えた上で本技術を実施することができる。

【0090】

（本実施形態のまとめ）
以上の実施例１，２及びその他の実施例で例を挙げて説明したように、本実施形態に係る制振装置（２００；３００）は、建物の架構（１００）に設置するための制振装置において、
変形に伴って運動エネルギーを吸収するダンパー（２０１）と、
前記ダンパーを前記架構に支持し、前記架構の変形に応じて前記ダンパーを変形させる支持体（２２０，２３０；３１０，３２０）と、
前記支持体に応力を生じさせるための応力付与部材（２２３，２３３；３０３，３０４）と、
を備えることを特徴とする。

【0091】

この構成によれば、ダンパーを支持する支持体に応力付与部材によって応力を付与することで、上で挙げたダンパー変形の損失要因の影響を抑制し、架構の変形がゼロに近い領域における支持体の剛性を高める作用がある。これにより、制振壁の復元力特性がスリップ型となることを防いで、架構の変形がゼロに近い領域におけるダンパーの作動効率を改善して制振壁の制振性能向上を図ることができる。

【0092】

なお、「建物の架構」は、例えば木造軸組架構を指すが、これに限らず、軽量鉄骨構造、重量鉄骨構造等の建築物、その他タワー、橋梁等の構造物に適用可能であり、また新築に限らず、既存構造物の耐震補強にも適用可能である。また、「建物」は、住宅用か他の用途かを問わないものとし、躯体の少なくとも一部に架構構造を有する建築物一般を指すものとする。

【0093】

「ダンパー」は、実施例で説明する油圧ダンパーに限らず、オイル等の流体抵抗を利用するもの（粘性ダンパー）、金属を塑性変形させるときの抵抗を利用するもの（履歴型ダンパー）、摩擦板同士の摩擦抵抗を利用するもの、ゴム等の粘弾性体のせん断抵抗を利用するもの（粘弾性ダンパー）等、制振装置に利用されている任意のダンパーを使用できる。

【0094】

「支持体」は、建物の架構とダンパーとを連結する支持部材と、支持部材を建物の架構に接合する架構側の接合部と、支持部材をダンパーに接合するダンパー側の接合部とを含む構造体である。支持体は、下記の実施例で説明するブレース式の構造や面材を使用した構造に限らず、建物の架構を構成する柱材及び横架材のいずれか（基準材）に反力を取って、基準材に対するダンパー側の接合部の相対位置を保持する任意の構造体を使用可能である。

【0095】

「応力付与部材」は、実施例で説明した鋼材に限らず、例えばワイヤーのようなものであってもよい。

【符号の説明】

【0096】

１００…建物の架構（軸組架構）
２００，３００…制振装置
２０１…ダンパー（油圧ダンパー）
２２０，３１０…支持体、第１支持部（下側取付け部）
２３０，３２０…支持体、第２支持部（上側取付け部）
２２１，２２２，２３１，２３２…軸材（ブレース）
２２３，２３３，３０３，３０４…応力付与部材（テンション材）
３１１，３２１…面材（厚物合板）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】