特許 7574119 制振装置

(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】

(24)【登録日】2024-10-18

(45)【発行日】2024-10-28

(54)【発明の名称】制振装置

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20241021BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20241021BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 311

F16F15/023 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021046855

(22)【出願日】2021-03-22

(65)【公開番号】P2022146064

(43)【公開日】2022-10-05

【審査請求日】2023-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000001317

【氏名又は名称】株式会社熊谷組

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕一

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２８７２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０９５３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０３１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３３１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０８８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１１９２７１７（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００２５３６０（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４６２１４１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｈ ９／００－９／１６

Ｆ１６Ｆ １５／００－１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向して配置される柱間に設置される制振装置であって、
前記各柱の対向する側面にそれぞれ接触するように対向して配置される一対の縦枠部材と、
前記一対の縦枠部材の一方の端部同士にそれぞれピン接合され、該一対の縦枠部材を連結する横枠部材と、
前記一対の縦枠部材のうちの一方の縦枠部材の他方の端部と前記横枠部材の中央部とにそれぞれピン接合される第１の減衰装置と、
前記一対の縦枠部材のうちの他方の縦枠部材の他方の端部と前記横枠部材の中央部とにそれぞれピン接合される第２の減衰装置と、
を備え、
前記第１の減衰装置と前記第２の減衰装置は、それぞれ、オイルダンパーを備えることを特徴とする制振装置。

【請求項2】

前記オイルダンパーは、車両用のショックアブソーバーである請求項１に記載の制振装置。

【請求項3】

前記一対の縦枠部材と前記横枠部材と前記第１の減衰装置と前記第２の減衰装置とは設置される柱間の寸法に合わせてユニット化されている請求項１又は２に記載の制振装置。

【請求項4】

前記第１の減衰装置と前記第２の減衰装置には、それぞれ、同一のオイルダンパーが同数設けられている請求項１～３のいずれかの請求項に記載の制振装置。

【請求項5】

同じ柱間に上下に複数基設置されている請求項１～４のいずれかの請求項に記載の制振装置。

【請求項6】

異なる柱間に分散して配置されている請求項１～５のいずれかの請求項に記載の制振装置。

【請求項7】

同じ柱間において奥行き方向に複数基設置されている請求項１～６のいずれかの請求項に記載の制振装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築物に設置される制振装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、建築物の制振を行う場合、特許文献１に記載されているように、柱間に支持部材や減衰装置、ブレースなどを制振壁（例えばΛ型制振壁）として組み込んだり、或いは、特許文献２に記載されているように、柱梁接合部に小規模の制振ダンパーを方杖型に設置したりすることが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２２１９７６号公報

【文献】特開２０１０－２０３１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した特許文献１に記載されているような制振壁を設置する場合、大きな減衰力を発揮できる減衰装置を組み込めるため、建築物に必要となる減衰装置の数を少なくすることができる一方、支持部材の強度を高める必要があるという問題や、減衰装置によって柱間の空間が占有されてしまうという問題がある。

【0005】

また、上記した特許文献２に記載されているような制振ダンパーを方杖型に設置する場合、減衰装置を設ける柱間を別の用途に利用したり、或いは通行したりすることが可能となる一方、減衰装置の減衰力や制振効果が小さくなるという問題や、柱梁接合部の複数箇所に減衰装置を設置する必要があるため、集中配置が難しいという問題がある。

【0006】

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、柱間の任意の高さや場所に簡単に設置することのできる制振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】

【0007】

上記した目的を達成するため、本発明は、対向して配置される柱間に設置される制振装置であって、前記各柱の対向する側面にそれぞれ接触するように対向して配置される一対の縦枠部材と、前記一対の縦枠部材の一方の端部同士にそれぞれピン接合され、該一対の縦枠部材を連結する横枠部材と、前記一対の縦枠部材のうちの一方の縦枠部材の他方の端部と前記横枠部材の中央部とにそれぞれピン接合される第１の減衰装置と、前記一対の縦枠部材のうちの他方の縦枠部材の他方の端部と前記横枠部材の中央部とにそれぞれピン接合される第２の減衰装置と、を備え、前記第１の減衰装置と前記第２の減衰装置は、それぞれ、オイルダンパーを備えることを特徴とする。

【0008】

上記した本発明に係る制振装置において、前記オイルダンパーは、車両用のショックアブソーバーであるのが良い。

【0009】

上記した本発明に係る制振装置において、前記一対の縦枠部材と前記横枠部材と前記第１の減衰装置と前記２の減衰装置とは設置される柱間の寸法に合わせてユニット化されているのが良い。

【0010】

上記した本発明に係る制振装置において、前記第１の減衰装置と前記第２の減衰装置には、それぞれ、同一のオイルダンパーが同数設けられているのが良い。

【0011】

上記した本発明に係る制振装置において、同じ柱間に上下に複数基設置されていても良い。

【0012】

上記した本発明に係る制振装置において、異なる柱間に分散して配置されていても良い。

【0013】

上記した本発明に係る制振装置において、同じ柱間において奥行き方向に複数基設置されていても良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、柱間の任意の高さや場所に簡単に設置することができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る制振装置を示す正面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る制振装置を示す正面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る制振装置の作用を示す正面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る制振装置の作用を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

【0017】

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る制振装置１０の構成について説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係る制振装置１０を示す正面図である。なお、以下の説明では、制振装置１０を木造建築物に設置する場合について説明し、便宜上、図１の紙面手前側を正面側とし、左右の向きは正面から見た方向を基準として説明する。

【0018】

本発明の実施形態に係る制振装置１０は、門型の枠組み体１１に囲まれた領域内に、第１の減衰装置１２と第２の減衰装置１３とが正面視でハの字状に配置されて構成されている。

【0019】

枠組み体１１は、対向して配置される左右一対の縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒと、各縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒの一方の端部である上端部同士を連結する横枠部材１５と、を備えている。本実施形態では、縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒと横枠部材１５は、例えば４０ｍｍ×４０ｍｍの鉄製の角パイプにより構成され、枠組み体１１は、左右方向の長さが８００ｍｍ、高さが３７５ｍｍとなるように形成されている。なお、縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒと横枠部材１５は、鉄製の角パイプに限定されるものではなく、他の金属材料製又は木製であっても良い。

【0020】

各縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒの対向する側面の一方の端部である上端部と他方の端部である下端部には、それぞれ、ブラケット１６Ｌ，１６Ｒ，１７Ｌ，１７Ｒが取り付けられている。横枠部材１５の左端部は左側縦枠部材１４Ｌの上端部のブラケット１６Ｌにピン接合され、横枠部材１５の右端部は右側縦枠部材１４Ｒの上端部のブラケット１６Ｒにピン接合されている。また、横枠部材１５の下面の中央部には、中央ブラケット１８が取りけられている。

【0021】

第１の減衰装置１２は、枠組み体１１に囲まれた領域内の左側部分において、右上に傾斜した姿勢で配置されている。第１の減衰装置１２には、２個のオイルダンパー２０ａ，２０ｂが並列に設けられている。

【0022】

２個のオイルダンパー２０ａ，２０ｂは、いずれも同一仕様の車両用ショックアブソーバーであり、例えば、本実施形態では、Ｒａｎｃｈｏ（登録商標）の型式がＲＳ５２２３のものを使用している。オイルダンパー２０ａ，２０ｂは、シリンダ２１ａ，２１ｂと、シリンダ２１ａ，２１ｂの上端部に設けられる円環状の取付部２２ａ，２２ｂと、シリンダ２１ａ，２１ｂの下部から伸縮可能に突出するピストンロッド２３ａ，２３ｂと、により概略構成されており、ピストンロッド２３ａ，２３ｂの先端部にはネジ部２４ａ，２４ｂが形成されている。

【0023】

また、第１の減衰装置１２には、横枠部材１５の中央ブラケット１８と２個のオイルダンパー２０ａ，２０ｂのシリンダ２１ａ，２１ｂの取付部２２ａ，２２ｂとを連結する上側接続部材２５と、左側の縦枠部材１４Ｌの下端部のブラケット１７Ｌと２個のオイルダンパー２０ａ，２０ｂのピストンロッド２３ａ，２３ｂのネジ部２４ａ，２４ｂとを連結する下側接続部材２６と、が設けられている。

【0024】

上側接続部材２５は、シリンダ２１ａ，２１ｂの取付部２２ａ，２２ｂ同士を連結するシリンダ連結部２７と、シリンダ連結部２７の中央部と横枠部材１５の中央ブラケット１８とを連結する中央連結部２８と、が直角に接合されてＴ字状に形成されている。シリンダ連結部２７の両端部と各シリンダ２１ａ，２１ｂの取付部２２ａ，２２ｂとはナット等により締結されている。中央連結部２８の下端部とシリンダ連結部２７の中央部とはナット等により締結されており、中央連結部２８の上端部と横枠部材１５の中央ブラケット１８とはピン接合されている。

【0025】

下側接続部材２６は、ピストンロッド２３ａ，２３ｂのネジ部２４ａ，２４ｂ同士を連結するピストンロッド連結部３０と、ピストンロッド連結部３０の中央部と左側縦枠部材１４Ｌの下端部のブラケット１７Ｌとを連結する中央連結部３１と、が直角に接合されてＴ字状に形成されている。ピストンロッド連結部３０の両端部と各ピストンロッド２３ａ，２３ｂのネジ部２４ａ，２４ｂとはナット等により締結されている。中央連結部３１の上端部とピストンロッド連結部３０の中央部とはナット等により締結されており、中央連結部３１の下端部と左側縦枠部材１４Ｌの下端部のブラケット１７Ｌとはピン接合されている。なお、上側接続部材２５や下側接続部材２６の形態は、使用されるオイルダンパーの種類、サイズ、設置数等に応じて適宜変更可能であることは言う迄もない。

【0026】

第２の減衰装置１３は、枠組み体１１に囲まれた領域内の右側部分において、左上に傾斜した姿勢で配置されている。第２の減衰装置１３には、２個のオイルダンパー４０ａ，４０ｂが並列に設けられている。

【0027】

２個のオイルダンパー４０ａ，４０ｂは、第１の減衰装置１２のオイルダンパー２０ａ，２０ｂと同一仕様の車両用ショックアブソーバーであり、例えば、本実施形態では、Ｒａｎｃｈｏ（登録商標）社製の型式がＲＳ５２２３のものを使用している。オイルダンパー４０ａ，４０ｂは、シリンダ４１ａ，４１ｂと、シリンダ４１ａ，４１ｂの上端部に取り付けられる円環状の取付部４２ａ，４２ｂと、シリンダ４１ａ，４１ｂの下部から伸縮可能に突出するピストンロッド４３ａ，４３ｂと、により概略構成されており、ピストンロッド４３ａ，４３ｂの先端部にはネジ部４４ａ，４４ｂが形成されている。

【0028】

また、第２の減衰装置１３には、横枠部材１５の中央ブラケット１８と２個のオイルダンパー４０ａ，４０ｂのシリンダ４１ａ，４１ｂの取付部４２ａ，４２ｂとを連結する上側接続部材４５と、右側の縦枠部材１４Ｒの下端部のブラケット１７Ｒと２個のオイルダンパー４０ａ，４０ｂのピストンロッド４３ａ，４３ｂのネジ部４４ａ，４４ｂとを連結する下側接続部材４６と、が設けられている。

【0029】

上側接続部材４５は、シリンダ４１ａ，４１ｂの取付部４２ａ，４２ｂ同士を連結するシリンダ連結部４７と、シリンダ連結部４７の中央部と横枠部材１５の中央ブラケット１８とを連結する中央連結部４８と、が直角に接合されてＴ字状に形成されている。シリンダ連結部４７の両端部と各シリンダ４１ａ，４１ｂの取付部４２ａ，４２ｂとはナット等により締結されている。中央連結部４８の下端部とシリンダ連結部４７の中央部とはナット等により締結されており、中央連結部４８の上端部と横枠部材１５の中央ブラケット１８とはピン接合されている。

【0030】

下側接続部材４６は、ピストンロッド４３ａ，４３ｂのネジ部４４ａ，４４ｂ同士を連結するピストンロッド連結部５０と、ピストンロッド連結部５０の中央部と右側縦枠部材１４Ｒの下端部のブラケット１７Ｒとを連結する中央連結部５１と、が直角に接合されてＴ字状に形成されている。ピストンロッド連結部５０の両端部と各ピストンロッド４３ａ，４３ｂのネジ部４４ａ，４４ｂとはナット等により締結されている。中央連結部５１の上端部とピストンロッド連結部５０の中央部とはナット等により締結されており、中央連結部５１の下端部と右側縦枠部材１４Ｒの下端部のブラケット１７Ｒとはピン接合されている。なお、上側接続部材４５や下側接続部材４６の形態は、使用されるオイルダンパーの種類、サイズ、設置数等に応じて適宜変更可能であることは言う迄もない。

【0031】

図２は、上記した構成を備えた制振装置１０を木造フレーム１内に設置した例を示す正面図である。この木造フレーム１は、下梁２と、下梁２上に対向して配置される左右の一対の柱３Ｌ，３Ｒと、各柱３Ｌ，３Ｒの上端に架設される上梁４と、により形成されている。

【0032】

図２に示す設置例では、木造フレーム１の内側の空間に３基の制振装置１０が設置されている。各制振装置１０は、柱３Ｌ，３Ｒ間の寸法や設計仕様に合うように予め工場で製造されてユニット化されている。そして、ユニット化された制振装置１０は、施工現場で柱３Ｌ，３Ｒ間に嵌め込まれ、止め具（図示省略）により、それぞれ、下段の制振装置１０は下梁２上の高さで柱３Ｌ，３Ｒに固定され、中段の制振装置１０は中間高さに固定され、上段の制振装置１０は上梁４下の高さで柱３Ｌ，３Ｒに固定される。これにより、各制振装置１０は、左右の縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒの外面が左右一対の柱３Ｌ，３Ｒの対向する側面にそれぞれ面接触した状態で固定される。

【0033】

次に、図１及び図２に加えて図３及び図４を参照して、本発明の実施形態に係る制振装置１０の作用について説明する。ここで、図３は制振装置１０単体の作用を示す正面図、図４は図２に示されているように３基の制振装置１０を木造フレーム１内に設置した時の作用を示す正面図である。

【0034】

図３及び図４に示されているように、地震や風力等によって木造建築物に揺れが生じて、木造フレーム１が例えば右側に傾斜して水平変形すると、上段、中段、下段の各段の制振装置１０において、枠組み体１１が右側に水平変形し、第１の減衰装置１２の各オイルダンパー２０ａ，２０ｂのピストンロッド２３ａ，２３ｂがそれぞれ伸長すると共に、第２の減衰装置１３の各オイルダンパー４０ａ，４０ｂのピストンロッド４３ａ，４３ｂがそれぞれ収縮する。これにより、制振装置１０は、木造フレーム１に対して所要の減衰力を安定的に発生させて木造フレーム１の水平変形を抑え、木造建築物の揺れを低減させることができる。

【0035】

このように上記した実施形態に係る制振装置１０によれば、木造建築物の層間変形角に応じて減衰力を発揮することができるが、層間変形角は柱３Ｌ，３Ｒ間のいずれの高さでも一定となるため、制振装置１０は、設置する高さに拘わらず、所要の減衰力を発揮することができる。

【0036】

また、制振装置１０は、柱間の任意の高さや場所に設置することができるため、同じ柱間に複数基設置したり、或いは、扉の上や窓の下などに分散させて配置したりすることもできる。したがって、制振装置１０は、柱間の空間の利用を妨げることなく、設置した建築物の制振を行うことができる。

【0037】

また、制振装置１０は、枠組み体１１の縦枠部材１４Ｌ，１４Ｒが各柱３Ｌ，３Ｒの側面にそれぞれ面接触した状態で固定されるため、木造フレーム１を損傷させたり、破壊させたりすることがない。したがって、制振装置１０は、長期間に亘って所定の性能を保持することができ、耐久性を高めることができる。

【0038】

さらに、制振装置１０は、設置する場所や要求に応じて、オイルダンパー２０ａ，２０ｂ、４０ａ，４０ｂの種類、サイズ、設置数、及び枠組み体１１の大きさ等を簡単に変更することができるため、フレキシビリティを高めることができる。

【0039】

さらに、本実施形態においてオイルダンパーとして使用する車両用ショックアブソーバーは、低速域から安定的に減衰力を発揮することができるため、大地震だけでなく、中小規模の地震に対しても、所要の減衰力を発揮することができる。

【0040】

また、車両用ショックアブソーバーは、広く一般に市販されており、簡単に購入可能なため、従来の制振用の減衰装置と比べて、メンテナンスや交換作業も容易に行うことができる。

【0041】

また、車両用のショックアブソーバーは、従来の制振壁や方杖型に用いられる減衰装置と比べて減衰力が小さいため、枠組み体１１を角パイプなどの強度が比較的小さく軽量な材料で製造することができる。枠組み体１１の重量は、例えば３ｋｇ程度とすることも可能である。

【0042】

なお、上記した実施形態に係る制振装置１０では、第１の減衰装置１２と第２の減衰装置にそれぞれ２個のオイルダンパー２０ａ，２０ｂ、４０ａ，４０ｂが並列に設けられているが、オイルダンパーは、それぞれの減衰装置１２，１３に１個又は３個以上設置されても良い。また、オイルダンパーは、必ずしも車両用ショックアブソーバーに限定されるものではない。

【0043】

また、上記した実施形態に係る制振装置１０は、柱３Ｌ，３Ｒ間において奥行き方向に複数基設置されても良く、或いは、上下反対に設置されても良い。

【0044】

また、上記した実施形態に関する説明では、制振装置１０を木造建築物に設置する場合について説明したが、本発明に係る制振装置は、木造建築物以外の建築物に設置することも可能である。

【0045】

なお、本発明は、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う制振装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

【符号の説明】

【0046】

３Ｌ 柱
３Ｒ 柱
１０ 制振装置
１２ 第１の減衰装置
１３ 第２の減衰装置
１４Ｌ 縦枠部材
１４Ｒ 縦枠部材
１５ 横枠部材
２０ａ オイルダンパー
２０ｂ オイルダンパー
４０ａ オイルダンパー
４０ｂ オイルダンパー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】