制振装置
【課題】構造物の振動を抑制する制振装置において、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようにする。
【解決手段】制振装置は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材１０および第２の環状索部材４０と、第１の環状索部材１０を挟んで上下に配置された第１のベース部材２および第２のベース部材とを有し、第１の環状索部材１０は、環状部を起立させて第１のベース部材２および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材４０は、第１のベース部材２および第２のベース部材のうちのいずれか一方における第１の環状索部材１０の固定部分と交差している交差部に環状部を起立させて固定されている。
【解決手段】制振装置は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材１０および第２の環状索部材４０と、第１の環状索部材１０を挟んで上下に配置された第１のベース部材２および第２のベース部材とを有し、第１の環状索部材１０は、環状部を起立させて第１のベース部材２および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材４０は、第１のベース部材２および第２のベース部材のうちのいずれか一方における第１の環状索部材１０の固定部分と交差している交差部に環状部を起立させて固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の振動を抑制する制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物、高層建築物、産業機械、橋梁、高架式の道路や線路といった固定構造物や、車両、航空機、船舶といった移動構造物は地震や強風、車両の走行等による外力を受けるとその外力に応じて振動する。また、移動構造物や産業機械は移動中または運転中も種々の要因によって振動する。
【０００３】
従来、こうした構造物に発生する振動を抑制することを目的とした技術が知られている。例えば、木造建築物や高層建築物の地震や強風等による振動を抑制する装置としてＴＭＤ（Tuned Mass Damper）と呼ばれる装置が知られている。この装置は錘とその錘を振動自在に支持する弾性支持部材とから構成され、錘の振動周期が構造物の固有振動周期とほぼ同一となるように、錘の質量および弾性支持部材のばね定数が調整されている。このようなＴＭＤに関して例えば特許文献１には、複数の錘のそれぞれが構造物の複数次の固有振動周期と同一の振動周期で振動するように構成された装置が開示されている。
【０００４】
その他、構造物に発生する振動を抑制することを目的とした技術として、特許文献２，３，４に開示されている技術があった。特許文献２には、振り子とその振り子の錘を支える斜面を対称に配設した振り子式制御装置が開示されている。また、特許文献３には制震装置を屋根の棟構造にあわせて対として設置した制震構造が開示され、特許文献４には竹の子ばね状の振動減衰装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−４９３８７号公報
【特許文献２】特開平７−３２４５１８号公報
【特許文献３】特許第３４８３５３５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術によれば、地震や強風等によって固定構造物に発生する振動や移動構造物に発生する振動を抑制することが可能になる。
【０００７】
しかし、特許文献１，２，３に開示されている装置では、振動を減衰させるための部材の構造上、構造物が水平面に沿って動く２次元的な水平方向の振動（以下「水平振動」という）を抑制できるに留まり、構造物が高さ方向に動く垂直方向の振動（以下「垂直振動」という）は抑制することが極めて困難であった。
【０００８】
また、特許文献４に開示されている装置は、振動を減衰させるための竹の子ばねが軸方向に沿って伸縮するように構成されているため、軸方向に沿っている振動しか抑制することができなかった。
【０００９】
つまり、上述した従来技術では、振動の方向が限られ、しかも装置の構造がその振動に対応しているときは、期待した振動抑制効果が得られるものの、そうでなければ期待した振動抑制効果が得られないという課題があった。
【００１０】
ところが、地震によって固定構造物や移動構造物に発生する振動、移動中の車両等に発生する振動、車両の走行に伴い橋梁等に発生する振動は水平振動と垂直振動とが組み合わさった３次元的な振動であり、しかも構造物の動く方向が定まっていない振動（以下「不定性３次元振動」という）であることがある。特に地震によって固定構造物や移動構造物に発生する振動は不定性３次元振動であることが多いため、振動を抑制する装置の構造を地震による振動に正確に適合させることは困難である。
【００１１】
このように従来技術では、抑制できる振動の範囲が限られ、不定性３次元振動を抑制することが極めて困難であるという課題があった。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、構造物の振動を抑制する制振装置において、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、第１の環状索部材は、環状部を起立させて第１のベース部材および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材は、第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方における第１の環状索部材の固定部分と交差している交差部に環状部を起立させて固定されている制振装置を特徴とする。
【００１４】
この制振装置では、第１の環状索部材が上下に配置された第１のベース部材と第２のベース部材とに固定されているから、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を水平方向にずらす外力が第１の環状索部材によって吸収される。また、第２の環状索部材が第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方の交差部に固定されているから、第２の環状索部材を第１のベース部材および第２のベース部材のうちの他方に固定する等して、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が第２の環状索部材によって吸収される。
【００１５】
上記制振装置は、第１のベース部材および第２のベース部材のうちの第２の環状索部材が固定されている方に対して着脱自在に構成された錘を更に有することが好ましい。
【００１６】
制振装置は、上記のような錘を有することによって重量を調整し、固有の振動周期を調整することができる。
【００１７】
また、本発明は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、第１の環状索部材の下側に配置されている第１のベース部材と、第１の環状索部材の上側に配置されている第２のベース部材と、第１のベース部材の周縁部に第１のベース部材と交差するように形成されている第１の壁状部材と、第２のベース部材の周縁部に第２のベース部材と交差するように形成されている第２の壁状部材と、その第２の壁状部材の内側の第２のベース部材上に載置されている錘とを有し、第１の環状索部材は、環状部を起立させて第１のベース部材および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材は、環状部を起立させて第１の壁状部材および第２の壁状部材に固定されている制振装置を提供する。
【００１８】
この制振装置では、第１の環状索部材が第１のベース部材とその上側に配置された第２のベース部材とに固定されているから、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を水平方向にずらす外力が主に第１の環状索部材によって吸収される。また、第２の環状索部材が第１の壁状部材と第２の壁状部材とに固定されているから、第１の壁状部材と第２の壁状部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が主に第２の環状索部材によって吸収される。
【００１９】
上記制振装置は、第２の環状索部材の第１の壁状部材に対する第１の固定位置と第２の壁状部材に対する第２の固定位置とを結ぶ直線の水平面に対する傾斜角が所定範囲に設定されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすることで、上記制振装置による水平方向の減衰力と垂直方向の減衰力がより効果的に発揮される。
【００２１】
さらに、本発明は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、第１の環状索部材は、環状部を起立させて第１のベース部材および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材は、第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方の周縁部に環状部を張り出させかつ起立させて固定されている制振装置を提供する。
【００２２】
この制振装置でも、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を水平方向にずらす外力が第１の環状索部材によって吸収される。また、第２の環状索部材を第１のベース部材および第２のベース部材のうちの他方に固定する等して、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が第２の環状索部材によって吸収される。
【００２３】
上記いずれの制振装置も、第１の環状索部材および第２の環状索部材は、それぞれ環状部を複数備えた螺旋状に形成されていることが好ましい。
【００２４】
このようにすることで、第１の環状索部材および第２の環状索部材が弾力性を有するものとなる。
【００２５】
さらに、上記いずれの制振装置も、第２の環状索部材を複数有し、それぞれが等間隔で配置されていることが好ましい。
【００２６】
このようにすることで第１の壁状部材と第２の壁状部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が各第２の環状索部材によってバランスよく吸収される。
【００２７】
そして、上記制振装置において、錘は、形状が等しく、かつ表面に凹凸が形成された複数の金属板によって構成されていることが好ましい。
【００２８】
このようにすると、錘の枚数を変えるだけで定量的な重量の調整を行える。しかも錘同士の凹凸が噛み合う格好になって各錘がスライドすることが阻止されるようになる。
【発明の効果】
【００２９】
以上詳述したように、本発明によれば、構造物の振動を抑制する制振装置において、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制振装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同じく、分解斜視図である。
【図３】図１の制振装置を構成する下部ユニットの平面図である。
【図４】（ａ）は螺旋構造体および支持板の一例を示す側面図、（ｂ）は同じく正面図である。
【図５】索部材の一例を示す断面図である。
【図６】図３の６−６線断面図である。
【図７】図１の制振装置を構成する上部ユニットの平面図である。
【図８】同じく正面図である。
【図９】図７の９−９線断面図である。
【図１０】（ａ）は錘の一例を示す斜視図、（ｂ）は別の錘を示す斜視図である。
【図１１】図１の１１−１１線断面図である。
【図１２】図１１の要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】（ａ）は変形例に係るベース部材およびワイヤーバネを一部省略して示す平面図、（ｂ）は変形例に係るワイヤーバネを示す斜視図である。
【図１４】（ａ）は別の変形例に係るベース部材およびワイヤーバネを示す平面図、（ｂ）はさらに別の変形例に係るベース部材およびワイヤーバネを示す平面図、（ｃ）は４つのワイヤーリングを固定したベース部材を示す斜視図である。
【図１５】実施例に係る木造軸組構造体および制振装置を示す斜視図である。
【図１６】別の実施例に係る固定構造物および制振装置を示す斜視図である。
【図１７】別の実施例に係る木造軸組構造体、固定構造物および制振装置を示す斜視図である。
【図１８】図１６にダンパーを備えた場合を示す斜視図である。
【図１９】図１７にダンパーを備えた場合を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る制振装置の一例を示す平面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る制振装置の一例を示す平面図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る制振装置の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係る制振装置の一例を示し（ａ）は制振装置９０の断面図、（ｂ）は制振装置９５の断面図である。
【図２４】図１５の実施例で行った実験結果を示す図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態に係る制振装置の変形例を示し、（ａ）は図２２（ｂ）同様の断面図、（ｂ）は一部省略した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００３２】
第１の実施の形態
（制振装置の構成）
図面を参照して本発明の第１の実施の形態に係る制振装置の構成について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る制振装置５０の構成を示す斜視図、図２は同じく制振装置５０の構成を示す分解斜視図である。図１、図２に示すとおり、制振装置５０は下部ユニット１と上部ユニット２１とを有している。
【００３３】
下部ユニット１はベース部材２と、４枚の壁状部材３，４，５，６と、４つの螺旋構造体１０と、４つの支持板１１とを有している。
【００３４】
ベース部材２は図２、図３に詳しく示すように鋼等の金属を用いて正方形状に形成され、表面２ａおよび裏面２ｂが平坦な板材である。このベース部材２は本発明における第１のベース部材であって制振装置５０の底部を構成しており、制振装置５０を木造家屋等構造物に設置する際、裏面２ｂがその構造物に接するようになっている。
【００３５】
壁状部材３，４，５，６は本発明における第１の壁状部材であって、ベース部材２と同様に鋼等の金属を用いて矩形状に形成された板材である。壁状部材３，４，５，６は、高さおよび厚さが等しく、そのそれぞれの表面３ａ，４ａ，５ａ，６ａが表面２ａと直交状に交差するようにして、ベース部材２の周縁部に固定されている。
【００３６】
壁状部材３，４，５，６およびベース部材２は上部ユニット２１を納めるための空間１７を形成している。本実施の形態では、ベース部材２とは別体の壁状部材３，４，５，６がベース部材２に固定された構造としているが、壁状部材３，４，５，６がベース部材２の周縁部に形成され、双方が一体となった箱状の構造にしてもよい。その場合、その箱状の構造物がベース部材になる。
【００３７】
螺旋構造体１０は図４（ａ），（ｂ）に詳しく示すようにワイヤーバネ１２と、棒状部材１３ａ，１３ｂとを有している。ワイヤーバネ１２は本発明における第１の環状索部材であって環状部１２ａを複数備え、全体が螺旋状に形成されている。環状部１２ａは図５に詳しく示す索部材１６を概ね円環状に形成したものである。索部材１６が強固な弾力性を有する弾性部材であるため、環状部１２ａは例えば円形から楕円形に変化する等の形状の変化がおきた場合に復元力を発揮し、元の形状に戻ろうとする。
【００３８】
索部材１６は鋼、ステンレス等からなる断面円形状の線状部材１４を複数（図５では１９本）より合わせて単位索部材１５とし、この単位索部材１５をさらに複数本（図５では７本）より合わせ、かつ捩り込んで形成されている。本実施の形態に係る索部材１６は鋼索であり、強固な弾力性を有している。なお、図５に示した索部材１６は合計１３３本の線状部材１４がより合わされている。
【００３９】
棒状部材１３ａ，１３ｂは、断面角型の外側が平坦な部材であって、長さ方向に沿って複数の貫通孔が等間隔に形成されている。棒状部材１３ａ，１３ｂはそれぞれの貫通孔にワイヤーバネ１２の環状部１２ａが挿通されることでワイヤーバネ１２と一体化されている。環状部１２ａは、中心１２ｐを挟んで対向している一部分（この部分を対向部ともいう）だけが棒状部材１３ａ，１３ｂに挿通されている。また、棒状部材１３ａ，１３ｂは各環状部１２ａの中心１２ｐを挟んで対向する位置に配置され、ワイヤーバネ１２の中心軸ＣＬ（図４（ｂ）参照）と平行になっている。
【００４０】
そして、棒状部材１３ｂが支持板１１に固定されることにより、各環状部１２ａが支持板１１に対してほぼ直交状に起立している。すなわち、各環状部１２ａは、２つの対向部の一方だけが棒状部材１３ｂを介して支持板１１に接している。その支持板１１がベース部材２の表面２ａに固定されていることにより、ワイヤーバネ１２が各環状部１２ａを起立させてベース部材２に固定されている。また、棒状部材１３ａが後述するベース部材２２に固定されているため、ワイヤーバネ１２は各環状部１２ａを起立させてベース部材２２にも固定されている。そのため、上部ユニット２１からの垂直方向の荷重が各螺旋構造体１０に加わり、ワイヤーバネ１２が図６に示すように撓んで変形している。
【００４１】
支持板１１は螺旋構造体１０よりも外形の大きさの大きい平坦な矩形状の板材である。各支持板１１は、図３に示したように、表面２ａにおける対角線上の中心位置Ｐから等しい距離ｄ２の位置に固定されている。このとき、各支持板１１は、長手辺１１ａが中心位置Ｐを挟んで対向し、かつ平行になるようにして固定されている。こうして、中心位置Ｐを挟んで対向している螺旋構造体１０について、ワイヤーバネ１２の中心軸ＣＬが対向し、かつ平行になるようにしており、ワイヤーバネ１２の配列方向を２通りに設定している。また、各支持板１１が前述の位置に固定されることで、各螺旋構造体１０がベース部材２上に等間隔で配置されている。
【００４２】
次に、上部ユニット２１は、図１、図２および図７〜図９に示すように、ベース部材２２と、４枚の壁状部材２３，２４，２５，２６と、４つの螺旋構造体４０と、２枚の受板２７と、複数（図８〜図９では、１２枚）の錘２８と、ボルト２９およびナット３０とを有している。
【００４３】
ベース部材２２はベース部材２と同様に鋼等の金属を用いて正方形状に形成され、表面２２ａおよび裏面２２ｂが平坦な板材である。このベース部材２２は本発明における第２のベース部材であってベース部材２よりも外形の大きさが小さく形成されている。また、ベース部材２２はボルト２９が表面２２ａに起立するようにして固定されている。
【００４４】
壁状部材２３，２４，２５，２６は本発明における第２の壁状部材であって、ベース部材２２と同様に鋼等の金属を用いて形成された板材である。壁状部材２３，２４，２５，２６は、高さおよび厚さが等しく、そのそれぞれの表面２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａが表面２２ａと直交状に交差するようにして、ベース部材２２の周縁部に固定されている。これら壁状部材２３，２４，２５，２６およびベース部材２２は錘２８を納めるための空間を形成している。また、壁状部材２３，２４，２５，２６は、図８に詳しく示すようにそれぞれの幅方向ほぼ中間部分に矩形状の切欠部２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂが形成されている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ベース部材２２とは別体の壁状部材２３，２４，２５，２６がベース部材２２に固定された構造としているが、壁状部材２３，２４，２５，２６がベース部材２２の周縁部に形成され、双方が一体となった箱状の構造にしてもよい。その場合、その箱状の構造物がベース部材になる。
【００４６】
螺旋構造体４０はワイヤーバネ１２と棒状部材１３ａ，１３ｂとを有し、前述した螺旋構造体１０と同様の構成を有している。螺旋構造体４０のワイヤーバネ１２が本発明における第２の環状索部材を構成している。
【００４７】
この螺旋構造体４０では、棒状部材１３ｂが壁状部材２３，２４，２５，２６におけるそれぞれの切欠部２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂの下側部分に固定されている。各螺旋構造体４０は壁状部材２３，２４，２５，２６に対し、各環状部１２ａを起立させて固定され、等間隔で配置されている。しかも、各螺旋構造体４０は錘２８の前後左右の四方向に配置されている。また、それぞれの棒状部材１３ａが前述した壁状部材３，４，５，６に固定されているため、各螺旋構造体４０は壁状部材３，４，５，６にも各環状部１２ａを起立させて固定されている（詳しくは後述する図１１，１２参照）。
【００４８】
受板２７は矩形状の金属板であって、一方が壁状部材２３，２４，２５の上端部に固定され、他方が２５，２６，２３の上端部に固定されている。これら２枚の受板２７に対し、図示しない蓋部材が固定されるようになっている。
【００４９】
錘２８は図１０（ａ）に示すように、鋼等の金属を用いてベース部材２２のほぼ１／３の大きさに形成された矩形状の板材であり、ボルト２９を通すための挿通孔２８ａが中央に形成されている。上部ユニット２１では、同じ錘２８が４枚重ねで３セット、したがって合計１２枚ベース部材２２上に固定されている。その際、各錘２８は挿通孔２８ａにボルト２９を挿通した上で、ボルト２９にナット３０を締結することによってベース部材２２に固定されている。各錘２８はナット３０の締結または解除によって、ベース部材２２に対して着脱自在に構成されている。
【００５０】
上部ユニット２１は、錘２８の代わりに図１０（ｂ）に示す錘３１を用いることもできる。この錘３１は表面および裏面に鋸歯状の凹凸部３１ｂが形成されている（裏面は図示せず）。また、挿通孔３１ａは長手方向に長い長孔（ルーズホールともいう）になっている。
【００５１】
錘３１は重ね合わせると凹凸部３１ｂが互いに噛み合う格好になる。そのため、制振装置５０に振動が加わると各錘３１の凹凸部３１ｂがぶつかり合って各錘３１がスライドすることを阻止しようとするから制振装置５０の振動抑制効果を高めることができる。また、挿通孔３１ａは長手方向の長孔になっているから長手方向にスライドしやすくなっている。すると、錘３１はスライドして壁状部材２３，２４，２５，２６に衝突しやすくなるため、制振装置５０の振動抑制効果をさらに高めることができる。
【００５２】
そして、制振装置５０は図１に示すように、以上の構成を有する下部ユニット１に対して上部ユニット２１を上側から納めた構成を有している。この場合、下部ユニット１のベース部材２よりも、上部ユニット２１のベース部材２２の外形の大きさが小さいので、空間１７の中に上部ユニット２１を上側から納めることができる。また、ベース部材２の周縁部に壁状部材３，４，５，６が固定され、しかもベース部材２２の周縁部に壁状部材２３，２４，２５，２６が固定されているので、壁状部材３，４，５，６と、壁状部材２３，２４，２５，２６との間に空隙を確保することができる。この空隙の幅が棒状部材１３ａと棒状部材１３ｂとの間隔に適合するようにしてあるため、螺旋構造体４０が壁状部材２３，２４，２５，２６と壁状部材３，４，５，６の双方に固定されるようになっている。
【００５３】
また、上部ユニット２１を下部ユニット１に納めると、ベース部材２２がベース部材２と対向することになる。このとき、ベース部材２には、螺旋構造体１０が環状部１２ａを起立させて固定されているので、螺旋構造体１０はベース部材２２だけでなくベース部材２にも固定されている。
【００５４】
一方、上部ユニット２１には錘２８が固定されているので、上部ユニット２１を下部ユニット１に納めると、錘２８やベース部材２２の荷重によって螺旋構造体１０が撓む。そのため、図１１、詳しくは図１２に示すように、螺旋構造体４０は棒状部材１３ａよりも棒状部材１３ｂ側が高さｈだけ垂直方向に下向きにずれる。すなわち、螺旋構造体４０は、壁状部材３，４，５，６側の固定位置（本発明における第１の固定位置）よりも壁状部材２３，２４，２５，２６側の固定位置（本発明における第２の固定位置）が下方にずれた状態（この状態を内向き下り傾斜という）で固定されている、ということである。
【００５５】
すると、螺旋構造体４０の壁状部材３，４，５，６に対する固定位置と、壁状部材２３，２４，２５，２６に対する固定位置とを結ぶ直線Ｌと、水平面Ｓ（正確にはベース部材２２の表面２２ａ）との間で傾斜角αが現れる。この傾斜角αは後述する実施例の結果からみて、５度〜１０度の範囲に設定することが望ましい。
【００５６】
（制振装置の動作内容）
続いて以上の構成を有する制振装置５０の動作内容について説明する。制振装置５０は制振の対象となる固定構造物（以下の説明では、固定構造物の一例として、木造家屋を想定している）に固定して使用する。
【００５７】
例えば地震が発生して木造家屋に水平振動が発生したとする。すると、その振動に伴い制振装置５０も木造家屋と一緒になって水平方向に振動する。ところが、制振装置５０は錘２８を固定した上部ユニット２１を有しており、その錘２８は固有の慣性を有するため、固有の振動周期で水平方向に振動する。錘２８が水平方向に振動すると上部ユニット２１も同様に振動する。
【００５８】
そして、上部ユニット２１のベース部材２２と下部ユニット１のベース部材２との双方に螺旋構造体１０が固定されている。そのため、上部ユニット２１の振動に伴いベース部材２２とベース部材２との相対的な位置が水平方向にずれるが、そのずれ（水平方向の位置ずれ）の原因となった外力は棒状部材１３ａ，１３ｂを介して螺旋構造体１０のワイヤーバネ１２に加わる。
【００５９】
このとき、ワイヤーバネ１２は螺旋状に形成されているから弾力性を有し、外力により変形したときは元の形状に戻ろうと復元力を発揮する。ワイヤーバネ１２は変形した際、索部材１６の捩れが発生して座屈を生じ得るおそれがあるが、各環状部１２ａが棒状部材１３ａ、１３ｂに挿通されているため、座屈の発生が抑制されている。また、ワイヤーバネ１２は複数の環状部１２ａが起立するようにして固定されているため、外力はすべての環状部１２ａに加わる。各環状部１２ａは加わった外力の向きと大きさに応じて傾斜したり撓む等して変形するが、それと同時並行的に復元力を発生してその変化を打ち消すように動く。
【００６０】
一方、ワイヤーバネ１２は索部材１６を用いて構成されている。索部材１６は多数の線状部材１４をより合わせて形成されているので、環状部１２ａが前述のような動きをすると各線状部材１４が隣接するもの同士で激しくこすれ合い、熱を発生させる。すなわち、ワイヤーバネ１２は加えられた外力を熱に変換する熱変換機能を有している。環状部１２ａが加わった外力の向きと大きさに応じて変形し、それに伴い熱を発生することにより、ワイヤーバネ１２が加わった外力を吸収することになる。また、棒状部材１３ａ，１３ｂが水平方向に沿ってどのような方向にずれてもそのずれに応じた熱変換機能をワイヤーバネ１２が発生することになる。したがって、木造家屋に水平方向のどのような振動が発生しても（発生する振動の方向が定まっていなくても）、螺旋構造体１０によってその振動を吸収することができる。
【００６１】
また、螺旋構造体１０のワイヤーバネ１２は垂直振動が発生した場合は外力に応じて撓む。そのため、螺旋構造体１０は水平方向の振動吸収機能を主体としつつ垂直方向の振動吸収機能も有している。さらに、ワイヤーバネ１２は複数の環状部１２ａを備えた螺旋構造を有しているから、水平方向のずれによる変形を復元させる弾性作用を効果的に発揮する。
【００６２】
そして、線状部材１４は断面円形状であるため、隣接しているもの同士は接触しつつそれぞれの間に多数の隙間が形成されている。そのため、線状部材１４が発生する熱は空気中に拡散され、螺旋構造体１０の内部にとどめられることなく空気中に放出される。
【００６３】
また、制振装置５０は、螺旋構造体１０を挟んで上下にベース部材２，２２が配置され、それらベース部材２，２２に螺旋構造体１０が環状部１２ａを起立させて固定されている。制振装置５０はこのような構造を採用したことにより、水平振動に対してワイヤーバネ１２の各環状部１２ａによる熱変換機能を確実に発揮させることができる。そのうえ、制振装置５０では、４つの螺旋構造体１０を有し、ワイヤーバネ１２の配列方向を２通り設定している。そのため、ワイヤーバネ１２の変形の仕方が多様になり、水平方向にそった種々の振動を効果的に抑制することができる。
【００６４】
一方、直下型の地震が発生して前述の木造家屋に垂直振動が発生したとする。すると、その振動に伴い制振装置５０も木造家屋と一緒になって垂直方向に振動する。制振装置５０は、錘２８固有の振動周期で垂直方向（上下）に振動する。錘２８が垂直方向に振動すると上部ユニット２１も同様に振動する。
【００６５】
そして、上部ユニット２１の壁状部材２３，２４，２５，２６と下部ユニット１の壁状部材３，４，５，６の双方に螺旋構造体４０が固定されている。そのため、上部ユニット２１の振動に伴い壁状部材２３，２４，２５，２６と壁状部材３，４，５，６との相対的な位置が垂直方向にずれるが、そのずれ（垂直方向の位置ずれ）の原因となった外力は棒状部材１３ａ，１３ｂを介して螺旋構造体４０のワイヤーバネ１２に加わる。この外力は各環状部１２ａの全体に加わる。このばあいも、各環状部１２ａは加わった外力の向きと大きさに応じて起立状態を変化させる等して変形するが、それと同時並行的に復元力を発生してその変化を打ち消すように動く。ワイヤーバネ１２は前述した熱変換機能を有しているため、水平振動が発生した場合と同様の熱変換機能を螺旋構造体４０が発揮することによって垂直振動が吸収される。
【００６６】
制振装置５０は、螺旋構造体４０が壁状部材３，４，５，６と壁状部材２３，２４，２５，２６とに環状部１２ａを起立させて固定されている。制振装置５０は、このような構造を採用したことにより、垂直振動に対してワイヤーバネ１２の環状部１２ａによる熱変換機能を確実に発揮させることができる。
【００６７】
そのうえ、制振装置５０では、４つの螺旋構造体４０を有し、そのそれぞれが等間隔で配置されている。そのため、垂直振動による外力がいずれか１つに偏るようなことはなく４つの螺旋構造体４０によってバランスよく吸収される。そのため、制振装置５０では、垂直振動を４つの螺旋構造体４０によってバランスよく抑制することができる。
【００６８】
また、螺旋構造体４０のワイヤーバネ１２は水平振動が発生した場合も外力に応じて撓む。そのため、螺旋構造体４０は垂直方向の振動吸収機能を主体としつつ水平方向の振動吸収機能も有している。さらに、ワイヤーバネ１２は複数の環状部１２ａ備えた螺旋構造を有しているから弾力性を有し、垂直方向のずれによる変形を復元させる。
【００６９】
ところで、木造家屋に地震による振動が発生する場合、水平振動と垂直振動のいずれか一方だけが発生することよりも、両者が組み合わさった３次元的な振動が発生することが多い。その上、振動の方向もまちまちで定まってなく、振動が始まってから終わるまでの間に方向が変化していくこともある。地震によって木造家屋等の固定構造物や移動構造物に発生する振動や、移動中の車両等に発生する振動、車両の走行に伴い橋梁等に発生する振動は、このような不定性３次元振動になることがある。
【００７０】
しかしながら、制振装置５０は前述した構成を採用することによって、ワイヤーバネ１２による水平振動に対する熱変換機能と垂直振動に対する熱変換機能とを同時並行的に発揮することができる。不定性３次元振動が構造物に発生した場合、そのうちの水平方向成分は主として螺旋構造体１０が抑制し、垂直方向成分は主として螺旋構造体４０が抑制する。螺旋構造体１０，４０はそれぞれのワイヤーバネ１２が加えられた外力の向きと大きさに応じて熱変換機能を発揮することで振動を吸収する。そのため、制振装置５０は３次元的などのような振動でも抑制することができる。したがって、制振装置５０は、抑制できる振動の範囲が従来技術よりも大幅に拡大されており、不定性３次元振動を十分に抑制できるようになっている。
【００７１】
また、制振装置５０は構造物に対し、木造家屋の床面等にベース部材２を固定することによって設置することができるから、建築中に家屋はもとよりすでに建築された既存家屋にも設置することができる。
【００７２】
さらに、制振装置５０は、傾斜角αを５度〜１０度の範囲に設定していることにより、振動抑制効果が高められている。さらに、制振装置５０は、着脱自在に構成された複数の錘２８を有しているから、設置しようとする構造物に応じて固定する錘２８の重さを変えて上部ユニット２１の重量を調整することができる。錘２８は大きさが同じで同じ重さを有しているので、上部ユニット２１の重量を定量的に調整することができる。しかも、壁状部材２３，２４，２５，２６に切欠部２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａが形成されているので、上部ユニット２１への錘２８の出し入れが容易に行える。壁状部材２３，２４，２５，２６のいずれか少なくとも１つにだけ切欠部２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａを形成しても錘２８の出し入れが容易になる。しかしながら、壁状部材２３，２４，２５，２６のすべてに切欠部２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａを形成すればどの方向からでも錘２８の出し入れが容易になるためより好ましいものとなる。
【００７３】
（変形例１）
続いて制振装置５０の変形例について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は変形例に係るベース部材１２２およびワイヤーバネ１２を一部省略して示す平面図、図１３（ｂ）は変形例に係るワイヤーバネ１１２を示す斜視図である。
【００７４】
前述した制振装置５０では、壁状部材２３，２４，２５，２６に螺旋構造体４０が固定されていたが、図１３（ａ）に示すようにベース部材１２２の周縁部１２２ａに環状部１２ａを張り出させかつ起立させてワイヤーバネ１２を固定してもよい。ベース部材１２２はベース部材２２と同様の板材であるが、周縁部１２２ａに環状部１２ａに応じた複数の貫通孔１２２ｂが形成されている。各貫通孔１２２ｂに環状部１２ａを挿通させることにより、２つの対向部の一方だけがベース部材１２２に係合する。すると、係合している対向部以外の部分がベース部材１２２から張り出しかつ起立するようにしてワイヤーバネ１２がベース部材１２２に固定される。ワイヤーバネ１２を壁状部材３，４，５，６に固定するときは、最も張り出している部分から所定範囲（すなわち、２つの対向部の他方）を溶接したり、かしめたして固定すればよい。このようにしても、ワイヤーバネ１２によって垂直振動に対する熱変換機能を発揮できるので、制振装置５０は不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【００７５】
一方、ワイヤーバネ１１２は、交差している２つの環状部１１２ａ，１１２ｂを有し、環状部１１２ａ，１１２ｂの２つの交差部分が接続部材１１３で固定された構造を有している。ワイヤーバネ１１２は、１本の索部材１６について、まず、水平面内を周回するようにして環状部１１２ａを形成し、続いて垂直面を周回するようにして環状部１１２ｂを形成し、その上で、索部材１６の両端部と環状部１１２ａ，１１２ｂの２つの交差部分を接続部材１１３で固定することによって得られる。
【００７６】
そして、ワイヤーバネ１１２は螺旋構造体１０の代わりにベース部材２、２２の間に挟んで双方に固定することができる。また、ワイヤーバネ１１２は螺旋構造体４０の代わりに壁状部材３，４，５，６と壁状部材２３，２４，２５，２６の間に挟んで双方に固定することもできる。
【００７７】
こうして得られる制振装置５０に振動が発生すると、振動に伴う位置ずれの原因となった外力がワイヤーバネ１１２に加わる。ワイヤーバネ１１２はワイヤーバネ１２と同様に、加わった外力の向きと大きさに応じた熱変換機能を発揮して外力を吸収する。そのため、制振装置５０は、ワイヤーバネ１２の代わりにワイヤーバネ１１２を用いても、不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【００７８】
（変形例２）
続いて制振装置５０の別の変形例について図１４を参照して説明する。図１４（ａ）はベース部材２に４本のワイヤーバネ１２を固定した状態を示す平面図、図１４（ｂ）は並べ方を変えて４本のワイヤーバネ１２を固定した状態を示す平面図、図１４（ｃ）は４つのワイヤーリング１１４を固定したベース部材２を示す斜視図である。
【００７９】
前述の制振装置５０では、螺旋構造体１０が図３に示すような配置で固定されていたが、図１４（ａ）に示すように４本のワイヤーバネ１２を等間隔でベース部材２に固定してもよい。また、図１４（ｂ）に示すように対角線上の中心ｐから等距離に４本のワイヤーバネ１２を並べてもよい。
【００８０】
また、索部材１６の両端を接続して一巻き状のワイヤーリング１１４とし、このワイヤーリング１１４をベース部材２の周縁部に沿って起立させて固定してもよい。これらのいずれを採用しても、制振装置５０は不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【実施例】
【００８１】
次に、前述した制振装置５０の実施例について、図１５〜図２０を参照して説明する。本実施例では、前述した制振装置５０を試作するとともに、図１５、図１７等に示すような木造軸組構造体２００を作成した。木造軸組構造体２００はガイドレール２０１上を振動台２０２と一体となって矢印Ｆで示す水平方向にスライドするように構成されている。この木造軸組構造体２００の上面（木造家屋の２階の床）に錘２０３を載せ、その上に前述した制振装置５０が固定されている。
【００８２】
作成した木造軸組構造体２００は高さ約２．５ｍ、幅２．２ｍ、奥行き２．４ｍで重量はおよそ１ｔである。振動台２０２は上下動に対する拘束力がなくガイドレール２０１上をスライドする構造であるため、引き抜き力が発生したときは木造軸組構造体２００の浮き上がりを再現することができる。
【００８３】
比較のため、前述した制振装置５０を固定した場合のほか、制振装置５０から螺旋構造体４０を取り外した装置（比較用装置といい、図示せず）を用意し、その比較用装置を制振装置５０の代わりに木造軸組構造体２００に固定した。
【００８４】
そして、制振装置５０を固定した木造軸組構造体２００と比較用装置を固定した木造軸組構造体２００との双方について、垂直方向、水平方向それぞれの運動エネルギー減衰率を測定した。この減衰率は予め木造軸組構造体２００だけの運動エネルギーを測定しておき、それとの比較で求めた。
【００８５】
すると、比較用装置を固定した木造軸組構造体２００では、減衰率が全体として低いものの、制振装置５０を固定した木造軸組構造体２００では、減衰率が大きく向上していることが確認できた。すなわち、前者の木造軸組構造体２００では垂直方向の減衰率が１０％〜３０％程度であったが、後者の木造軸組構造体２００では３０％〜７０％程度であった。また、前者の木造軸組構造体２００では、水平方向の減衰率が５％〜２５％程度であったが、後者の木造軸組構造体２００では、１０％〜５５％程度であった。この結果から、制振装置５０を採用することによって水平方向、垂直方向のいずれについても振動抑制効果が向上していることが理解される。
【００８６】
また、制振装置５０の錘２８の枚数と、前述の傾斜角αを適宜変更しながら減衰率を測定したところ、図２４に示すようになった。図２４から明らかなとおり、錘２８の枚数がいずれであっても、傾斜角αが５度または１０度になったときの減衰率はその他の場合よりも高い。そのため、傾斜角αは５度から１０度の範囲に設定することが有効と考えられる。
【００８７】
図１６は、振動台２０２の上に制振装置５０を３台並べて固定し、その上に蓋部材２０４を重ねてから固定構造物２１０を設置した様子を示す斜視図である。固定構造物２１０は例えばコンピュータ等の精密機械、産業機械などを想定しており、図１６では、サーバを想定している。このようにして実験を行った場合も前述の実施例と同様に水平方向、垂直方向のいずれについても振動抑制効果が向上していることが確認できた。
【００８８】
図１６の場合、振動台２０２から入力される振動が制振装置５０で抑制された後に固定構造物２１０に入力される。この種の固定構造物２１０では、とりわけ振動からの保護の重要性が高い。そのため、図１６のようにして制振装置５０を介在させて設置することにより、固定構造物２１０に入力される振動を抑制することができる。例えば地震や強風等による振動や車両運搬中に発生する振動から固定構造物２１０を保護することができる。
【００８９】
さらに、図１７は、図１５に示した木造軸組構造体２００の中の、振動台２０２上に制振装置５０を３台並べて固定し、その上に蓋部材２０４を重ねてから固定構造物２１０を設置した様子を示す斜視図である。この場合も、前述の各実施例と同様に水平方向、垂直方向のいずれについても振動抑制効果が向上していることが確認できた。
【００９０】
一方、例えば地震による振動が木造家屋等の固定構造物に入力される場合、振動が始まった初期の時点で、それ以後よりも大きい振動が入力されることがある。初期に入力される特に大きな振動を効果的に抑制するためには、図１８、図１９に示すように、構造上、特に補強を要する部分にダンパー２１１を併設することが望ましい。図１８では、図１６に示した場合に対して、蓋部材２０４と振動台２０２とをつなぐようにしてダンパー２１１が装着されている。図１９では、木造軸組構造体２００の柱と梁とが接続されている箇所にダンパー２１１が装着されている。
【００９１】
第２の実施の形態
次に、図２０を参照して本発明の第２の実施の形態に係る制振装置６０の構成について説明する。図２０は制振装置６０の構成を示す一部省略した平面図である。制振装置６０は制振装置５０と比較して上部ユニット２１が上部ユニット１２１になっている点、４つの螺旋構造体１０の配置が変更されている点で相違している。
【００９２】
上部ユニット１２１は、円板状のベース部材１２３を有し、その周縁部に環状部を張り出させかつ起立させて４本のワイヤーバネ１２Ｂが周方向に沿って等間隔配置で固定されている。ワイヤーバネ１２Ｂはワイヤーバネ１２と同様に複数の環状部１２ａを有している。また、ワイヤーバネ１２Ｂは壁状部材３，４，５，６に固定されている。また、ベース部材１２３上に円板状の錘１２８が載置されている。４つの螺旋構造体１０はベース部材１２３が円板状であることに伴い、配置が変更されている（４つの螺旋構造体１０はベース部材１２３の下側に配置されているので図２０には図示せず）。
【００９３】
このような構成の制振装置６０でも、水平方向の振動は主として螺旋構造体１０のワイヤーバネ１２が抑制し、垂直方向の振動は主としてワイヤーバネ１２Ｂが抑制する。そのため、制振装置６０は制振装置５０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【００９４】
第３の実施の形態
次に、図２１を参照して本発明の第３の実施の形態に係る制振装置７０の構成について説明する。図２１は制振装置７０の構成を示す一部省略した平面図である。制振装置７０は制振装置６０と比較して、下部ユニット１が下部ユニット７１になっている点、ワイヤーバネ１２Ｂよりも長さの長いワイヤーバネ１２Ａがベース部材１２３の全周に渡って固定されている点で相違している。下部ユニット７１はベース部材１２３よりも大きさの大きい円板状のベース部材７２を有し、その周縁部に円筒状の壁状部材７２ａが形成されている。ベース部材７２および壁状部材７２ａは全体として有底円筒状に形成されている。
【００９５】
制振装置６０の場合は、下部ユニット１が採用されていたため、ベース部材１が正方形状であり、壁状部材３，４，５，６とベース部材１２３との距離が一様になっていなかった。また、ベース部材１２３の全周に渡ってワイヤーバネ１２Ｂを固定することが困難な構造であった。
【００９６】
しかし、制振装置７０では、下部ユニット７１を採用しているので、ベース部材１２３の全周に渡ってワイヤーバネ１２Ａが固定されている。ベース部材１２３には貫通孔１２３ａが全周に渡って等間隔で形成されており、ここにワイヤーバネ１２Ａが挿通されている。ワイヤーバネ１２Ａはベース部材１２３と壁状部材７２ａの双方に固定されている。
【００９７】
このような制振装置７０も、制振装置６０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。加えて、制振装置７０では、ワイヤーバネ１２Ａがベース部材１２３の全周に渡って固定されている。そのため、制振装置７０は垂直方向の振動抑制効果にムラがなく、ベース部材１２３の全周に渡ってほぼ均一な振動抑制効果を発揮させることができる。水平振動が発生した場合は主に図示しない４つの螺旋構造体１０によって抑制される。ところが、水平振動に応じてベース部材１２３とベース部材７２との相対的な位置がずれたときにそのずれに応じてワイヤーバネ１２Ａが撓むため、ワイヤーバネ１２Ａも水平振動を吸収する。この場合、ワイヤーバネ１２Ａは円板状のベース部材１２３の全周に固定されているので、どの方向にずれようがワイヤーバネ１２Ａが同じように撓み、ほぼ均一な振動抑制効果が発揮される。また、制振装置７０は制振装置６０よりもワイヤーバネ１２Ａの長さが長いので、制振装置６０よりも振動抑制効果を向上させることもできる。
【００９８】
第４の実施の形態
次に、図２２を参照して本発明の第４の実施の形態に係る制振装置８０の構成について説明する。図２２（ａ）は制振装置８０の構成を示す一部省略した平面図、図２２（ｂ）は同じくｂ−ｂ線断面図である。
【００９９】
制振装置８０は制振装置５０と比較して、下部ユニット１における４つの螺旋構造体１０の代わりに螺旋構造体１０Ａを有する点、壁状部材３，４，５，６の高さが高くなっている点で相違している。
【０１００】
制振装置５０は４つの螺旋構造体１０を有しているが、制振装置８０は螺旋構造体１０よりも環状部の大きさ（直径）の大きい螺旋構造体１０Ａを１つ有している。螺旋構造体１０Ａの大きさが螺旋構造体１０よりも大きいので、１本の螺旋構造体１０Ａがベース部材２の中央に固定されている。制振装置５０は４つの螺旋構造体１０を有しているので、振動を各螺旋構造体１０に分散させて吸収することができる。一方、螺旋構造体１０Ａは１本だけではあるが、螺旋構造体１０よりも大きさの大きい環状部を複数有するので、制振装置８０でも不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【０１０１】
（変形例）
上記制振装置８０は螺旋構造体１０Ａを１つ有しているが、上部ユニット２１の重量が重くなると、上部ユニット２１の重量によって螺旋構造体１０Ａが撓みすぎてしまうおそれがある。その場合は、制振装置８０の代わりに図２５（ａ）、（ｂ）に示す制振装置８５とすることが好ましい。制振装置８５は制振装置８０と比べて板バネ８６を有する点で相違している。板バネ８６は長さ方向の両端部を除く中間部分が環状部１２ａの内側を挿通するようにして配置されている。板バネ８６はワイヤーバネ１２の中心軸に沿った方向に長い帯状の板材を適宜折り曲げまたは湾曲させるなどして形成されている。板バネ８６は両端部のうち一方（一端部）がベース部材２の表面に固定され、かつ他方（他端部）はベース部材２の表面から適宜離れて配置された自由端となっている。
【０１０２】
そして、上部ユニット２１がその重量によって下方に移動すると、ある程度移動した時点で棒状部材１３ａが板バネ８６に接触し、さらに移動すると板バネ８６を変形させる。このとき、板バネ８６は、自由端となっている他端部がベース部材２の表面に沿って水平方向にスライドし、元の形に戻ろうとする復元力を発揮する。そうすると、板バネ８６は、棒状部材１３ａを上に押し上げようとする。こうして、制振装置８５では、螺旋構造体１０Ａの撓みすぎを防止することができる。
【０１０３】
第５の実施の形態
次に、図２３を参照して本発明の第５の実施の形態に係る制振装置９０，９５の構成について説明する。図２３（ａ）は制振装置９０の構成を示す一部省略した断面図、図２３（ｂ）は制振装置９５の構成を示す一部省略した断面図である。
【０１０４】
制振装置９０は制振装置５０と比較して、下部ユニット１の構造が異なる点で相違している。制振装置９０はベース部材２Ａを有している。ベース部材２Ａはベース部材２２よりも大きさが小さい正方形状の板材であり、壁状部材３，４，５，６が形成されていない平板状に形成されている。また、制振装置９０は制振装置５０と比較して、４つの螺旋構造体１０の配置が異なっている点でも相違している。制振装置９０では、４つの螺旋構造体１０はベース部材２Ａの幅方向等間隔で平行に並べられている。
【０１０５】
制振装置５０では、壁状部材３，４，５，６が形成されていたため、螺旋構造体４０が壁状部材３，４，５，６と、壁状部材２３，２４，２５，２６とに固定されていた。制振装置９０はベース部材２の代わりにベース部材２Ａを有している。ベース部材２Ａはベース部材２２よりも大きさの小さい正方形状の板材であり、壁状部材３，４，５，６を有していない。螺旋構造体４０は壁状部材３，４，５，６には固定されてなく、外側が自由端になっている。螺旋構造体４０は内側が壁状部材２３，２４，２５，２６に固定され、外側が構造物１００Ａ，１００Ｂに固定されている。構造物１００Ａ，１００Ｂは例えば木造家屋の柱や壁などである。このようにしても、ベース部材２Ａとベース部材２２の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が螺旋構造体４０によって吸収されるので、制振装置９０も制振装置５０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【０１０６】
次に、制振装置９５は上下に配置されたベース部材２Ｂとベース部材２２Ｂとを有し、その両者の間に挟まる格好で螺旋構造体１０と螺旋構造体４０が固定されている。
【０１０７】
ベース部材２Ｂは平坦な正方形板状部分の周縁部に、板状部分と直交する壁状部材２Ｂａが形成されている。ベース部材２２Ｂは平坦な正方形板状部分の周縁部に、板状部分と直交する壁状部材２２Ｂａが形成されている。ベース部材２Ｂは板状部分が壁状部材２Ｂａより上側に配置するように設置されている。ベース部材２２Ｂも板状部分が壁状部材２２Ｂａより上側に配置するように設置されている。そして、ベース部材２Ｂとベース部材２２Ｂとは、ベース部材２Ｂを外側からベース部材２２Ｂが覆うようにして配置されている。ベース部材２２Ｂの上側に錘２８Ａが着脱自在に固定されている。
【０１０８】
このような制振装置９５に水平振動が発生した場合、その振動は主に螺旋構造体１０によって抑制される。また、垂直振動が発生した場合、その振動は主に螺旋構造体４０によって抑制される。そのため、制振装置９５も、制振装置５０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。特に、制振装置９５の場合、錘２８Ａがベース部材２２Ｂの上側に着脱自在に固定されているので、交換や追加等が制振装置５０よりも容易に行える。
【０１０９】
前述した各実施の形態では、螺旋構造体４０を壁状部材３，４，５，６と壁状部材２３，２４，２５，２６との双方に固定していた。しかしながら、ベース部材２２の大きさを小さくするなどして、螺旋構造体４０を外側の壁状部材３，４，５，６にだけ固定し、内側の壁状部材２３，２４，２５，２６には固定しないようにしてもよい。そうすると、螺旋構造体４０と内側の壁状部材２３，２４，２５，２６との間に空隙を確保することができる。この空隙は、木造家屋等の構造物に大きな変位が生じ、それに伴い上部ユニット２１が大きく変位した際、上部ユニット２１を螺旋構造体４０に衝突させるための緩衝ゾーンとして機能させることができる。上部ユニット２１が緩衝ゾーンを移動し、螺旋構造体４０に衝突することによって運動エネルギーが吸収されるため、振動をより効果的に吸収できるようになる。
【０１１０】
一方、各実施の形態では、上部ユニットにおいてベース部材（例えばベース部材２２）とは別に錘２８を設け、錘２８をベース部材（例えばベース部材２２）に固定していた。しかしながら、ベース部材自体にも自重がある。そのため、例えばベース部材２２の厚さを変える等して重さを重くし、錘２８の働きを持たせることもできる。上部ユニット２１は錘２８を有しない構造とすることができる。
【０１１１】
また、ベース部材２２の厚さを厚くすることにより、その側面の面積を拡大することができるので、ベース部材２２の側面に螺旋構造体４０を固定することができる。この場合、上部ユニット２１は、壁状部材２３，２４，２５，２６を有しない構造にすることもできる。この場合、螺旋構造体４０が固定されるベース部材２２の側面は、ベース部材２２の裏面（螺旋構造体１０が固定されている部分、固定部分ともいう）と直交状に交差している交差部であり、この交差部に螺旋構造体４０が固定されることになる。上部ユニット２１のように壁状部材２３，２４，２５，２６を有する構造の場合は壁状部材２３，２４，２５，２６がベース部材２２の裏面と直交状に交差しているので、交差部としての機能を発揮している。
【０１１２】
以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
【０１１３】
以上の実施の形態では、固定構造物として主に木造家屋、精密機械、産業機械などを取り上げているが、本発明は上記以外の固定構造物や移動構造物についても適用することができる。本発明は例えば橋梁、高架式の道路や線路といった固定構造物や、車両、航空機、船舶といった移動構造物についても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明を適用することにより、制振装置について、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようになる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…下部ユニット、２，２２，７２，１２２，１２３，２Ａ，２Ｂ，２２Ｂ…ベース部材、３，４，５，６，２３，２４，２５，２６，７２ａ…壁状部材、１０，４０…螺旋構造体、１２，１１２，１２Ａ，１２Ｂ…ワイヤーバネ、１４…線状部材、１５…単位索部材、１６…索部材、２１…上部ユニット、２８、３１，２８Ａ…錘、５０，６０，７０，８０，８５，９０，９５…制振装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の振動を抑制する制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物、高層建築物、産業機械、橋梁、高架式の道路や線路といった固定構造物や、車両、航空機、船舶といった移動構造物は地震や強風、車両の走行等による外力を受けるとその外力に応じて振動する。また、移動構造物や産業機械は移動中または運転中も種々の要因によって振動する。
【０００３】
従来、こうした構造物に発生する振動を抑制することを目的とした技術が知られている。例えば、木造建築物や高層建築物の地震や強風等による振動を抑制する装置としてＴＭＤ（Tuned Mass Damper）と呼ばれる装置が知られている。この装置は錘とその錘を振動自在に支持する弾性支持部材とから構成され、錘の振動周期が構造物の固有振動周期とほぼ同一となるように、錘の質量および弾性支持部材のばね定数が調整されている。このようなＴＭＤに関して例えば特許文献１には、複数の錘のそれぞれが構造物の複数次の固有振動周期と同一の振動周期で振動するように構成された装置が開示されている。
【０００４】
その他、構造物に発生する振動を抑制することを目的とした技術として、特許文献２，３，４に開示されている技術があった。特許文献２には、振り子とその振り子の錘を支える斜面を対称に配設した振り子式制御装置が開示されている。また、特許文献３には制震装置を屋根の棟構造にあわせて対として設置した制震構造が開示され、特許文献４には竹の子ばね状の振動減衰装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−４９３８７号公報
【特許文献２】特開平７−３２４５１８号公報
【特許文献３】特許第３４８３５３５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術によれば、地震や強風等によって固定構造物に発生する振動や移動構造物に発生する振動を抑制することが可能になる。
【０００７】
しかし、特許文献１，２，３に開示されている装置では、振動を減衰させるための部材の構造上、構造物が水平面に沿って動く２次元的な水平方向の振動（以下「水平振動」という）を抑制できるに留まり、構造物が高さ方向に動く垂直方向の振動（以下「垂直振動」という）は抑制することが極めて困難であった。
【０００８】
また、特許文献４に開示されている装置は、振動を減衰させるための竹の子ばねが軸方向に沿って伸縮するように構成されているため、軸方向に沿っている振動しか抑制することができなかった。
【０００９】
つまり、上述した従来技術では、振動の方向が限られ、しかも装置の構造がその振動に対応しているときは、期待した振動抑制効果が得られるものの、そうでなければ期待した振動抑制効果が得られないという課題があった。
【００１０】
ところが、地震によって固定構造物や移動構造物に発生する振動、移動中の車両等に発生する振動、車両の走行に伴い橋梁等に発生する振動は水平振動と垂直振動とが組み合わさった３次元的な振動であり、しかも構造物の動く方向が定まっていない振動（以下「不定性３次元振動」という）であることがある。特に地震によって固定構造物や移動構造物に発生する振動は不定性３次元振動であることが多いため、振動を抑制する装置の構造を地震による振動に正確に適合させることは困難である。
【００１１】
このように従来技術では、抑制できる振動の範囲が限られ、不定性３次元振動を抑制することが極めて困難であるという課題があった。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、構造物の振動を抑制する制振装置において、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、第１の環状索部材は、環状部を起立させて第１のベース部材および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材は、第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方における第１の環状索部材の固定部分と交差している交差部に環状部を起立させて固定されている制振装置を特徴とする。
【００１４】
この制振装置では、第１の環状索部材が上下に配置された第１のベース部材と第２のベース部材とに固定されているから、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を水平方向にずらす外力が第１の環状索部材によって吸収される。また、第２の環状索部材が第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方の交差部に固定されているから、第２の環状索部材を第１のベース部材および第２のベース部材のうちの他方に固定する等して、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が第２の環状索部材によって吸収される。
【００１５】
上記制振装置は、第１のベース部材および第２のベース部材のうちの第２の環状索部材が固定されている方に対して着脱自在に構成された錘を更に有することが好ましい。
【００１６】
制振装置は、上記のような錘を有することによって重量を調整し、固有の振動周期を調整することができる。
【００１７】
また、本発明は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、第１の環状索部材の下側に配置されている第１のベース部材と、第１の環状索部材の上側に配置されている第２のベース部材と、第１のベース部材の周縁部に第１のベース部材と交差するように形成されている第１の壁状部材と、第２のベース部材の周縁部に第２のベース部材と交差するように形成されている第２の壁状部材と、その第２の壁状部材の内側の第２のベース部材上に載置されている錘とを有し、第１の環状索部材は、環状部を起立させて第１のベース部材および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材は、環状部を起立させて第１の壁状部材および第２の壁状部材に固定されている制振装置を提供する。
【００１８】
この制振装置では、第１の環状索部材が第１のベース部材とその上側に配置された第２のベース部材とに固定されているから、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を水平方向にずらす外力が主に第１の環状索部材によって吸収される。また、第２の環状索部材が第１の壁状部材と第２の壁状部材とに固定されているから、第１の壁状部材と第２の壁状部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が主に第２の環状索部材によって吸収される。
【００１９】
上記制振装置は、第２の環状索部材の第１の壁状部材に対する第１の固定位置と第２の壁状部材に対する第２の固定位置とを結ぶ直線の水平面に対する傾斜角が所定範囲に設定されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすることで、上記制振装置による水平方向の減衰力と垂直方向の減衰力がより効果的に発揮される。
【００２１】
さらに、本発明は、複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、第１の環状索部材は、環状部を起立させて第１のベース部材および第２のベース部材に固定され、第２の環状索部材は、第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方の周縁部に環状部を張り出させかつ起立させて固定されている制振装置を提供する。
【００２２】
この制振装置でも、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を水平方向にずらす外力が第１の環状索部材によって吸収される。また、第２の環状索部材を第１のベース部材および第２のベース部材のうちの他方に固定する等して、第１のベース部材と第２のベース部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が第２の環状索部材によって吸収される。
【００２３】
上記いずれの制振装置も、第１の環状索部材および第２の環状索部材は、それぞれ環状部を複数備えた螺旋状に形成されていることが好ましい。
【００２４】
このようにすることで、第１の環状索部材および第２の環状索部材が弾力性を有するものとなる。
【００２５】
さらに、上記いずれの制振装置も、第２の環状索部材を複数有し、それぞれが等間隔で配置されていることが好ましい。
【００２６】
このようにすることで第１の壁状部材と第２の壁状部材の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が各第２の環状索部材によってバランスよく吸収される。
【００２７】
そして、上記制振装置において、錘は、形状が等しく、かつ表面に凹凸が形成された複数の金属板によって構成されていることが好ましい。
【００２８】
このようにすると、錘の枚数を変えるだけで定量的な重量の調整を行える。しかも錘同士の凹凸が噛み合う格好になって各錘がスライドすることが阻止されるようになる。
【発明の効果】
【００２９】
以上詳述したように、本発明によれば、構造物の振動を抑制する制振装置において、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制振装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同じく、分解斜視図である。
【図３】図１の制振装置を構成する下部ユニットの平面図である。
【図４】（ａ）は螺旋構造体および支持板の一例を示す側面図、（ｂ）は同じく正面図である。
【図５】索部材の一例を示す断面図である。
【図６】図３の６−６線断面図である。
【図７】図１の制振装置を構成する上部ユニットの平面図である。
【図８】同じく正面図である。
【図９】図７の９−９線断面図である。
【図１０】（ａ）は錘の一例を示す斜視図、（ｂ）は別の錘を示す斜視図である。
【図１１】図１の１１−１１線断面図である。
【図１２】図１１の要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】（ａ）は変形例に係るベース部材およびワイヤーバネを一部省略して示す平面図、（ｂ）は変形例に係るワイヤーバネを示す斜視図である。
【図１４】（ａ）は別の変形例に係るベース部材およびワイヤーバネを示す平面図、（ｂ）はさらに別の変形例に係るベース部材およびワイヤーバネを示す平面図、（ｃ）は４つのワイヤーリングを固定したベース部材を示す斜視図である。
【図１５】実施例に係る木造軸組構造体および制振装置を示す斜視図である。
【図１６】別の実施例に係る固定構造物および制振装置を示す斜視図である。
【図１７】別の実施例に係る木造軸組構造体、固定構造物および制振装置を示す斜視図である。
【図１８】図１６にダンパーを備えた場合を示す斜視図である。
【図１９】図１７にダンパーを備えた場合を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る制振装置の一例を示す平面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る制振装置の一例を示す平面図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る制振装置の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係る制振装置の一例を示し（ａ）は制振装置９０の断面図、（ｂ）は制振装置９５の断面図である。
【図２４】図１５の実施例で行った実験結果を示す図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態に係る制振装置の変形例を示し、（ａ）は図２２（ｂ）同様の断面図、（ｂ）は一部省略した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００３２】
第１の実施の形態
（制振装置の構成）
図面を参照して本発明の第１の実施の形態に係る制振装置の構成について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る制振装置５０の構成を示す斜視図、図２は同じく制振装置５０の構成を示す分解斜視図である。図１、図２に示すとおり、制振装置５０は下部ユニット１と上部ユニット２１とを有している。
【００３３】
下部ユニット１はベース部材２と、４枚の壁状部材３，４，５，６と、４つの螺旋構造体１０と、４つの支持板１１とを有している。
【００３４】
ベース部材２は図２、図３に詳しく示すように鋼等の金属を用いて正方形状に形成され、表面２ａおよび裏面２ｂが平坦な板材である。このベース部材２は本発明における第１のベース部材であって制振装置５０の底部を構成しており、制振装置５０を木造家屋等構造物に設置する際、裏面２ｂがその構造物に接するようになっている。
【００３５】
壁状部材３，４，５，６は本発明における第１の壁状部材であって、ベース部材２と同様に鋼等の金属を用いて矩形状に形成された板材である。壁状部材３，４，５，６は、高さおよび厚さが等しく、そのそれぞれの表面３ａ，４ａ，５ａ，６ａが表面２ａと直交状に交差するようにして、ベース部材２の周縁部に固定されている。
【００３６】
壁状部材３，４，５，６およびベース部材２は上部ユニット２１を納めるための空間１７を形成している。本実施の形態では、ベース部材２とは別体の壁状部材３，４，５，６がベース部材２に固定された構造としているが、壁状部材３，４，５，６がベース部材２の周縁部に形成され、双方が一体となった箱状の構造にしてもよい。その場合、その箱状の構造物がベース部材になる。
【００３７】
螺旋構造体１０は図４（ａ），（ｂ）に詳しく示すようにワイヤーバネ１２と、棒状部材１３ａ，１３ｂとを有している。ワイヤーバネ１２は本発明における第１の環状索部材であって環状部１２ａを複数備え、全体が螺旋状に形成されている。環状部１２ａは図５に詳しく示す索部材１６を概ね円環状に形成したものである。索部材１６が強固な弾力性を有する弾性部材であるため、環状部１２ａは例えば円形から楕円形に変化する等の形状の変化がおきた場合に復元力を発揮し、元の形状に戻ろうとする。
【００３８】
索部材１６は鋼、ステンレス等からなる断面円形状の線状部材１４を複数（図５では１９本）より合わせて単位索部材１５とし、この単位索部材１５をさらに複数本（図５では７本）より合わせ、かつ捩り込んで形成されている。本実施の形態に係る索部材１６は鋼索であり、強固な弾力性を有している。なお、図５に示した索部材１６は合計１３３本の線状部材１４がより合わされている。
【００３９】
棒状部材１３ａ，１３ｂは、断面角型の外側が平坦な部材であって、長さ方向に沿って複数の貫通孔が等間隔に形成されている。棒状部材１３ａ，１３ｂはそれぞれの貫通孔にワイヤーバネ１２の環状部１２ａが挿通されることでワイヤーバネ１２と一体化されている。環状部１２ａは、中心１２ｐを挟んで対向している一部分（この部分を対向部ともいう）だけが棒状部材１３ａ，１３ｂに挿通されている。また、棒状部材１３ａ，１３ｂは各環状部１２ａの中心１２ｐを挟んで対向する位置に配置され、ワイヤーバネ１２の中心軸ＣＬ（図４（ｂ）参照）と平行になっている。
【００４０】
そして、棒状部材１３ｂが支持板１１に固定されることにより、各環状部１２ａが支持板１１に対してほぼ直交状に起立している。すなわち、各環状部１２ａは、２つの対向部の一方だけが棒状部材１３ｂを介して支持板１１に接している。その支持板１１がベース部材２の表面２ａに固定されていることにより、ワイヤーバネ１２が各環状部１２ａを起立させてベース部材２に固定されている。また、棒状部材１３ａが後述するベース部材２２に固定されているため、ワイヤーバネ１２は各環状部１２ａを起立させてベース部材２２にも固定されている。そのため、上部ユニット２１からの垂直方向の荷重が各螺旋構造体１０に加わり、ワイヤーバネ１２が図６に示すように撓んで変形している。
【００４１】
支持板１１は螺旋構造体１０よりも外形の大きさの大きい平坦な矩形状の板材である。各支持板１１は、図３に示したように、表面２ａにおける対角線上の中心位置Ｐから等しい距離ｄ２の位置に固定されている。このとき、各支持板１１は、長手辺１１ａが中心位置Ｐを挟んで対向し、かつ平行になるようにして固定されている。こうして、中心位置Ｐを挟んで対向している螺旋構造体１０について、ワイヤーバネ１２の中心軸ＣＬが対向し、かつ平行になるようにしており、ワイヤーバネ１２の配列方向を２通りに設定している。また、各支持板１１が前述の位置に固定されることで、各螺旋構造体１０がベース部材２上に等間隔で配置されている。
【００４２】
次に、上部ユニット２１は、図１、図２および図７〜図９に示すように、ベース部材２２と、４枚の壁状部材２３，２４，２５，２６と、４つの螺旋構造体４０と、２枚の受板２７と、複数（図８〜図９では、１２枚）の錘２８と、ボルト２９およびナット３０とを有している。
【００４３】
ベース部材２２はベース部材２と同様に鋼等の金属を用いて正方形状に形成され、表面２２ａおよび裏面２２ｂが平坦な板材である。このベース部材２２は本発明における第２のベース部材であってベース部材２よりも外形の大きさが小さく形成されている。また、ベース部材２２はボルト２９が表面２２ａに起立するようにして固定されている。
【００４４】
壁状部材２３，２４，２５，２６は本発明における第２の壁状部材であって、ベース部材２２と同様に鋼等の金属を用いて形成された板材である。壁状部材２３，２４，２５，２６は、高さおよび厚さが等しく、そのそれぞれの表面２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａが表面２２ａと直交状に交差するようにして、ベース部材２２の周縁部に固定されている。これら壁状部材２３，２４，２５，２６およびベース部材２２は錘２８を納めるための空間を形成している。また、壁状部材２３，２４，２５，２６は、図８に詳しく示すようにそれぞれの幅方向ほぼ中間部分に矩形状の切欠部２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂが形成されている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ベース部材２２とは別体の壁状部材２３，２４，２５，２６がベース部材２２に固定された構造としているが、壁状部材２３，２４，２５，２６がベース部材２２の周縁部に形成され、双方が一体となった箱状の構造にしてもよい。その場合、その箱状の構造物がベース部材になる。
【００４６】
螺旋構造体４０はワイヤーバネ１２と棒状部材１３ａ，１３ｂとを有し、前述した螺旋構造体１０と同様の構成を有している。螺旋構造体４０のワイヤーバネ１２が本発明における第２の環状索部材を構成している。
【００４７】
この螺旋構造体４０では、棒状部材１３ｂが壁状部材２３，２４，２５，２６におけるそれぞれの切欠部２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂの下側部分に固定されている。各螺旋構造体４０は壁状部材２３，２４，２５，２６に対し、各環状部１２ａを起立させて固定され、等間隔で配置されている。しかも、各螺旋構造体４０は錘２８の前後左右の四方向に配置されている。また、それぞれの棒状部材１３ａが前述した壁状部材３，４，５，６に固定されているため、各螺旋構造体４０は壁状部材３，４，５，６にも各環状部１２ａを起立させて固定されている（詳しくは後述する図１１，１２参照）。
【００４８】
受板２７は矩形状の金属板であって、一方が壁状部材２３，２４，２５の上端部に固定され、他方が２５，２６，２３の上端部に固定されている。これら２枚の受板２７に対し、図示しない蓋部材が固定されるようになっている。
【００４９】
錘２８は図１０（ａ）に示すように、鋼等の金属を用いてベース部材２２のほぼ１／３の大きさに形成された矩形状の板材であり、ボルト２９を通すための挿通孔２８ａが中央に形成されている。上部ユニット２１では、同じ錘２８が４枚重ねで３セット、したがって合計１２枚ベース部材２２上に固定されている。その際、各錘２８は挿通孔２８ａにボルト２９を挿通した上で、ボルト２９にナット３０を締結することによってベース部材２２に固定されている。各錘２８はナット３０の締結または解除によって、ベース部材２２に対して着脱自在に構成されている。
【００５０】
上部ユニット２１は、錘２８の代わりに図１０（ｂ）に示す錘３１を用いることもできる。この錘３１は表面および裏面に鋸歯状の凹凸部３１ｂが形成されている（裏面は図示せず）。また、挿通孔３１ａは長手方向に長い長孔（ルーズホールともいう）になっている。
【００５１】
錘３１は重ね合わせると凹凸部３１ｂが互いに噛み合う格好になる。そのため、制振装置５０に振動が加わると各錘３１の凹凸部３１ｂがぶつかり合って各錘３１がスライドすることを阻止しようとするから制振装置５０の振動抑制効果を高めることができる。また、挿通孔３１ａは長手方向の長孔になっているから長手方向にスライドしやすくなっている。すると、錘３１はスライドして壁状部材２３，２４，２５，２６に衝突しやすくなるため、制振装置５０の振動抑制効果をさらに高めることができる。
【００５２】
そして、制振装置５０は図１に示すように、以上の構成を有する下部ユニット１に対して上部ユニット２１を上側から納めた構成を有している。この場合、下部ユニット１のベース部材２よりも、上部ユニット２１のベース部材２２の外形の大きさが小さいので、空間１７の中に上部ユニット２１を上側から納めることができる。また、ベース部材２の周縁部に壁状部材３，４，５，６が固定され、しかもベース部材２２の周縁部に壁状部材２３，２４，２５，２６が固定されているので、壁状部材３，４，５，６と、壁状部材２３，２４，２５，２６との間に空隙を確保することができる。この空隙の幅が棒状部材１３ａと棒状部材１３ｂとの間隔に適合するようにしてあるため、螺旋構造体４０が壁状部材２３，２４，２５，２６と壁状部材３，４，５，６の双方に固定されるようになっている。
【００５３】
また、上部ユニット２１を下部ユニット１に納めると、ベース部材２２がベース部材２と対向することになる。このとき、ベース部材２には、螺旋構造体１０が環状部１２ａを起立させて固定されているので、螺旋構造体１０はベース部材２２だけでなくベース部材２にも固定されている。
【００５４】
一方、上部ユニット２１には錘２８が固定されているので、上部ユニット２１を下部ユニット１に納めると、錘２８やベース部材２２の荷重によって螺旋構造体１０が撓む。そのため、図１１、詳しくは図１２に示すように、螺旋構造体４０は棒状部材１３ａよりも棒状部材１３ｂ側が高さｈだけ垂直方向に下向きにずれる。すなわち、螺旋構造体４０は、壁状部材３，４，５，６側の固定位置（本発明における第１の固定位置）よりも壁状部材２３，２４，２５，２６側の固定位置（本発明における第２の固定位置）が下方にずれた状態（この状態を内向き下り傾斜という）で固定されている、ということである。
【００５５】
すると、螺旋構造体４０の壁状部材３，４，５，６に対する固定位置と、壁状部材２３，２４，２５，２６に対する固定位置とを結ぶ直線Ｌと、水平面Ｓ（正確にはベース部材２２の表面２２ａ）との間で傾斜角αが現れる。この傾斜角αは後述する実施例の結果からみて、５度〜１０度の範囲に設定することが望ましい。
【００５６】
（制振装置の動作内容）
続いて以上の構成を有する制振装置５０の動作内容について説明する。制振装置５０は制振の対象となる固定構造物（以下の説明では、固定構造物の一例として、木造家屋を想定している）に固定して使用する。
【００５７】
例えば地震が発生して木造家屋に水平振動が発生したとする。すると、その振動に伴い制振装置５０も木造家屋と一緒になって水平方向に振動する。ところが、制振装置５０は錘２８を固定した上部ユニット２１を有しており、その錘２８は固有の慣性を有するため、固有の振動周期で水平方向に振動する。錘２８が水平方向に振動すると上部ユニット２１も同様に振動する。
【００５８】
そして、上部ユニット２１のベース部材２２と下部ユニット１のベース部材２との双方に螺旋構造体１０が固定されている。そのため、上部ユニット２１の振動に伴いベース部材２２とベース部材２との相対的な位置が水平方向にずれるが、そのずれ（水平方向の位置ずれ）の原因となった外力は棒状部材１３ａ，１３ｂを介して螺旋構造体１０のワイヤーバネ１２に加わる。
【００５９】
このとき、ワイヤーバネ１２は螺旋状に形成されているから弾力性を有し、外力により変形したときは元の形状に戻ろうと復元力を発揮する。ワイヤーバネ１２は変形した際、索部材１６の捩れが発生して座屈を生じ得るおそれがあるが、各環状部１２ａが棒状部材１３ａ、１３ｂに挿通されているため、座屈の発生が抑制されている。また、ワイヤーバネ１２は複数の環状部１２ａが起立するようにして固定されているため、外力はすべての環状部１２ａに加わる。各環状部１２ａは加わった外力の向きと大きさに応じて傾斜したり撓む等して変形するが、それと同時並行的に復元力を発生してその変化を打ち消すように動く。
【００６０】
一方、ワイヤーバネ１２は索部材１６を用いて構成されている。索部材１６は多数の線状部材１４をより合わせて形成されているので、環状部１２ａが前述のような動きをすると各線状部材１４が隣接するもの同士で激しくこすれ合い、熱を発生させる。すなわち、ワイヤーバネ１２は加えられた外力を熱に変換する熱変換機能を有している。環状部１２ａが加わった外力の向きと大きさに応じて変形し、それに伴い熱を発生することにより、ワイヤーバネ１２が加わった外力を吸収することになる。また、棒状部材１３ａ，１３ｂが水平方向に沿ってどのような方向にずれてもそのずれに応じた熱変換機能をワイヤーバネ１２が発生することになる。したがって、木造家屋に水平方向のどのような振動が発生しても（発生する振動の方向が定まっていなくても）、螺旋構造体１０によってその振動を吸収することができる。
【００６１】
また、螺旋構造体１０のワイヤーバネ１２は垂直振動が発生した場合は外力に応じて撓む。そのため、螺旋構造体１０は水平方向の振動吸収機能を主体としつつ垂直方向の振動吸収機能も有している。さらに、ワイヤーバネ１２は複数の環状部１２ａを備えた螺旋構造を有しているから、水平方向のずれによる変形を復元させる弾性作用を効果的に発揮する。
【００６２】
そして、線状部材１４は断面円形状であるため、隣接しているもの同士は接触しつつそれぞれの間に多数の隙間が形成されている。そのため、線状部材１４が発生する熱は空気中に拡散され、螺旋構造体１０の内部にとどめられることなく空気中に放出される。
【００６３】
また、制振装置５０は、螺旋構造体１０を挟んで上下にベース部材２，２２が配置され、それらベース部材２，２２に螺旋構造体１０が環状部１２ａを起立させて固定されている。制振装置５０はこのような構造を採用したことにより、水平振動に対してワイヤーバネ１２の各環状部１２ａによる熱変換機能を確実に発揮させることができる。そのうえ、制振装置５０では、４つの螺旋構造体１０を有し、ワイヤーバネ１２の配列方向を２通り設定している。そのため、ワイヤーバネ１２の変形の仕方が多様になり、水平方向にそった種々の振動を効果的に抑制することができる。
【００６４】
一方、直下型の地震が発生して前述の木造家屋に垂直振動が発生したとする。すると、その振動に伴い制振装置５０も木造家屋と一緒になって垂直方向に振動する。制振装置５０は、錘２８固有の振動周期で垂直方向（上下）に振動する。錘２８が垂直方向に振動すると上部ユニット２１も同様に振動する。
【００６５】
そして、上部ユニット２１の壁状部材２３，２４，２５，２６と下部ユニット１の壁状部材３，４，５，６の双方に螺旋構造体４０が固定されている。そのため、上部ユニット２１の振動に伴い壁状部材２３，２４，２５，２６と壁状部材３，４，５，６との相対的な位置が垂直方向にずれるが、そのずれ（垂直方向の位置ずれ）の原因となった外力は棒状部材１３ａ，１３ｂを介して螺旋構造体４０のワイヤーバネ１２に加わる。この外力は各環状部１２ａの全体に加わる。このばあいも、各環状部１２ａは加わった外力の向きと大きさに応じて起立状態を変化させる等して変形するが、それと同時並行的に復元力を発生してその変化を打ち消すように動く。ワイヤーバネ１２は前述した熱変換機能を有しているため、水平振動が発生した場合と同様の熱変換機能を螺旋構造体４０が発揮することによって垂直振動が吸収される。
【００６６】
制振装置５０は、螺旋構造体４０が壁状部材３，４，５，６と壁状部材２３，２４，２５，２６とに環状部１２ａを起立させて固定されている。制振装置５０は、このような構造を採用したことにより、垂直振動に対してワイヤーバネ１２の環状部１２ａによる熱変換機能を確実に発揮させることができる。
【００６７】
そのうえ、制振装置５０では、４つの螺旋構造体４０を有し、そのそれぞれが等間隔で配置されている。そのため、垂直振動による外力がいずれか１つに偏るようなことはなく４つの螺旋構造体４０によってバランスよく吸収される。そのため、制振装置５０では、垂直振動を４つの螺旋構造体４０によってバランスよく抑制することができる。
【００６８】
また、螺旋構造体４０のワイヤーバネ１２は水平振動が発生した場合も外力に応じて撓む。そのため、螺旋構造体４０は垂直方向の振動吸収機能を主体としつつ水平方向の振動吸収機能も有している。さらに、ワイヤーバネ１２は複数の環状部１２ａ備えた螺旋構造を有しているから弾力性を有し、垂直方向のずれによる変形を復元させる。
【００６９】
ところで、木造家屋に地震による振動が発生する場合、水平振動と垂直振動のいずれか一方だけが発生することよりも、両者が組み合わさった３次元的な振動が発生することが多い。その上、振動の方向もまちまちで定まってなく、振動が始まってから終わるまでの間に方向が変化していくこともある。地震によって木造家屋等の固定構造物や移動構造物に発生する振動や、移動中の車両等に発生する振動、車両の走行に伴い橋梁等に発生する振動は、このような不定性３次元振動になることがある。
【００７０】
しかしながら、制振装置５０は前述した構成を採用することによって、ワイヤーバネ１２による水平振動に対する熱変換機能と垂直振動に対する熱変換機能とを同時並行的に発揮することができる。不定性３次元振動が構造物に発生した場合、そのうちの水平方向成分は主として螺旋構造体１０が抑制し、垂直方向成分は主として螺旋構造体４０が抑制する。螺旋構造体１０，４０はそれぞれのワイヤーバネ１２が加えられた外力の向きと大きさに応じて熱変換機能を発揮することで振動を吸収する。そのため、制振装置５０は３次元的などのような振動でも抑制することができる。したがって、制振装置５０は、抑制できる振動の範囲が従来技術よりも大幅に拡大されており、不定性３次元振動を十分に抑制できるようになっている。
【００７１】
また、制振装置５０は構造物に対し、木造家屋の床面等にベース部材２を固定することによって設置することができるから、建築中に家屋はもとよりすでに建築された既存家屋にも設置することができる。
【００７２】
さらに、制振装置５０は、傾斜角αを５度〜１０度の範囲に設定していることにより、振動抑制効果が高められている。さらに、制振装置５０は、着脱自在に構成された複数の錘２８を有しているから、設置しようとする構造物に応じて固定する錘２８の重さを変えて上部ユニット２１の重量を調整することができる。錘２８は大きさが同じで同じ重さを有しているので、上部ユニット２１の重量を定量的に調整することができる。しかも、壁状部材２３，２４，２５，２６に切欠部２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａが形成されているので、上部ユニット２１への錘２８の出し入れが容易に行える。壁状部材２３，２４，２５，２６のいずれか少なくとも１つにだけ切欠部２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａを形成しても錘２８の出し入れが容易になる。しかしながら、壁状部材２３，２４，２５，２６のすべてに切欠部２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａを形成すればどの方向からでも錘２８の出し入れが容易になるためより好ましいものとなる。
【００７３】
（変形例１）
続いて制振装置５０の変形例について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は変形例に係るベース部材１２２およびワイヤーバネ１２を一部省略して示す平面図、図１３（ｂ）は変形例に係るワイヤーバネ１１２を示す斜視図である。
【００７４】
前述した制振装置５０では、壁状部材２３，２４，２５，２６に螺旋構造体４０が固定されていたが、図１３（ａ）に示すようにベース部材１２２の周縁部１２２ａに環状部１２ａを張り出させかつ起立させてワイヤーバネ１２を固定してもよい。ベース部材１２２はベース部材２２と同様の板材であるが、周縁部１２２ａに環状部１２ａに応じた複数の貫通孔１２２ｂが形成されている。各貫通孔１２２ｂに環状部１２ａを挿通させることにより、２つの対向部の一方だけがベース部材１２２に係合する。すると、係合している対向部以外の部分がベース部材１２２から張り出しかつ起立するようにしてワイヤーバネ１２がベース部材１２２に固定される。ワイヤーバネ１２を壁状部材３，４，５，６に固定するときは、最も張り出している部分から所定範囲（すなわち、２つの対向部の他方）を溶接したり、かしめたして固定すればよい。このようにしても、ワイヤーバネ１２によって垂直振動に対する熱変換機能を発揮できるので、制振装置５０は不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【００７５】
一方、ワイヤーバネ１１２は、交差している２つの環状部１１２ａ，１１２ｂを有し、環状部１１２ａ，１１２ｂの２つの交差部分が接続部材１１３で固定された構造を有している。ワイヤーバネ１１２は、１本の索部材１６について、まず、水平面内を周回するようにして環状部１１２ａを形成し、続いて垂直面を周回するようにして環状部１１２ｂを形成し、その上で、索部材１６の両端部と環状部１１２ａ，１１２ｂの２つの交差部分を接続部材１１３で固定することによって得られる。
【００７６】
そして、ワイヤーバネ１１２は螺旋構造体１０の代わりにベース部材２、２２の間に挟んで双方に固定することができる。また、ワイヤーバネ１１２は螺旋構造体４０の代わりに壁状部材３，４，５，６と壁状部材２３，２４，２５，２６の間に挟んで双方に固定することもできる。
【００７７】
こうして得られる制振装置５０に振動が発生すると、振動に伴う位置ずれの原因となった外力がワイヤーバネ１１２に加わる。ワイヤーバネ１１２はワイヤーバネ１２と同様に、加わった外力の向きと大きさに応じた熱変換機能を発揮して外力を吸収する。そのため、制振装置５０は、ワイヤーバネ１２の代わりにワイヤーバネ１１２を用いても、不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【００７８】
（変形例２）
続いて制振装置５０の別の変形例について図１４を参照して説明する。図１４（ａ）はベース部材２に４本のワイヤーバネ１２を固定した状態を示す平面図、図１４（ｂ）は並べ方を変えて４本のワイヤーバネ１２を固定した状態を示す平面図、図１４（ｃ）は４つのワイヤーリング１１４を固定したベース部材２を示す斜視図である。
【００７９】
前述の制振装置５０では、螺旋構造体１０が図３に示すような配置で固定されていたが、図１４（ａ）に示すように４本のワイヤーバネ１２を等間隔でベース部材２に固定してもよい。また、図１４（ｂ）に示すように対角線上の中心ｐから等距離に４本のワイヤーバネ１２を並べてもよい。
【００８０】
また、索部材１６の両端を接続して一巻き状のワイヤーリング１１４とし、このワイヤーリング１１４をベース部材２の周縁部に沿って起立させて固定してもよい。これらのいずれを採用しても、制振装置５０は不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【実施例】
【００８１】
次に、前述した制振装置５０の実施例について、図１５〜図２０を参照して説明する。本実施例では、前述した制振装置５０を試作するとともに、図１５、図１７等に示すような木造軸組構造体２００を作成した。木造軸組構造体２００はガイドレール２０１上を振動台２０２と一体となって矢印Ｆで示す水平方向にスライドするように構成されている。この木造軸組構造体２００の上面（木造家屋の２階の床）に錘２０３を載せ、その上に前述した制振装置５０が固定されている。
【００８２】
作成した木造軸組構造体２００は高さ約２．５ｍ、幅２．２ｍ、奥行き２．４ｍで重量はおよそ１ｔである。振動台２０２は上下動に対する拘束力がなくガイドレール２０１上をスライドする構造であるため、引き抜き力が発生したときは木造軸組構造体２００の浮き上がりを再現することができる。
【００８３】
比較のため、前述した制振装置５０を固定した場合のほか、制振装置５０から螺旋構造体４０を取り外した装置（比較用装置といい、図示せず）を用意し、その比較用装置を制振装置５０の代わりに木造軸組構造体２００に固定した。
【００８４】
そして、制振装置５０を固定した木造軸組構造体２００と比較用装置を固定した木造軸組構造体２００との双方について、垂直方向、水平方向それぞれの運動エネルギー減衰率を測定した。この減衰率は予め木造軸組構造体２００だけの運動エネルギーを測定しておき、それとの比較で求めた。
【００８５】
すると、比較用装置を固定した木造軸組構造体２００では、減衰率が全体として低いものの、制振装置５０を固定した木造軸組構造体２００では、減衰率が大きく向上していることが確認できた。すなわち、前者の木造軸組構造体２００では垂直方向の減衰率が１０％〜３０％程度であったが、後者の木造軸組構造体２００では３０％〜７０％程度であった。また、前者の木造軸組構造体２００では、水平方向の減衰率が５％〜２５％程度であったが、後者の木造軸組構造体２００では、１０％〜５５％程度であった。この結果から、制振装置５０を採用することによって水平方向、垂直方向のいずれについても振動抑制効果が向上していることが理解される。
【００８６】
また、制振装置５０の錘２８の枚数と、前述の傾斜角αを適宜変更しながら減衰率を測定したところ、図２４に示すようになった。図２４から明らかなとおり、錘２８の枚数がいずれであっても、傾斜角αが５度または１０度になったときの減衰率はその他の場合よりも高い。そのため、傾斜角αは５度から１０度の範囲に設定することが有効と考えられる。
【００８７】
図１６は、振動台２０２の上に制振装置５０を３台並べて固定し、その上に蓋部材２０４を重ねてから固定構造物２１０を設置した様子を示す斜視図である。固定構造物２１０は例えばコンピュータ等の精密機械、産業機械などを想定しており、図１６では、サーバを想定している。このようにして実験を行った場合も前述の実施例と同様に水平方向、垂直方向のいずれについても振動抑制効果が向上していることが確認できた。
【００８８】
図１６の場合、振動台２０２から入力される振動が制振装置５０で抑制された後に固定構造物２１０に入力される。この種の固定構造物２１０では、とりわけ振動からの保護の重要性が高い。そのため、図１６のようにして制振装置５０を介在させて設置することにより、固定構造物２１０に入力される振動を抑制することができる。例えば地震や強風等による振動や車両運搬中に発生する振動から固定構造物２１０を保護することができる。
【００８９】
さらに、図１７は、図１５に示した木造軸組構造体２００の中の、振動台２０２上に制振装置５０を３台並べて固定し、その上に蓋部材２０４を重ねてから固定構造物２１０を設置した様子を示す斜視図である。この場合も、前述の各実施例と同様に水平方向、垂直方向のいずれについても振動抑制効果が向上していることが確認できた。
【００９０】
一方、例えば地震による振動が木造家屋等の固定構造物に入力される場合、振動が始まった初期の時点で、それ以後よりも大きい振動が入力されることがある。初期に入力される特に大きな振動を効果的に抑制するためには、図１８、図１９に示すように、構造上、特に補強を要する部分にダンパー２１１を併設することが望ましい。図１８では、図１６に示した場合に対して、蓋部材２０４と振動台２０２とをつなぐようにしてダンパー２１１が装着されている。図１９では、木造軸組構造体２００の柱と梁とが接続されている箇所にダンパー２１１が装着されている。
【００９１】
第２の実施の形態
次に、図２０を参照して本発明の第２の実施の形態に係る制振装置６０の構成について説明する。図２０は制振装置６０の構成を示す一部省略した平面図である。制振装置６０は制振装置５０と比較して上部ユニット２１が上部ユニット１２１になっている点、４つの螺旋構造体１０の配置が変更されている点で相違している。
【００９２】
上部ユニット１２１は、円板状のベース部材１２３を有し、その周縁部に環状部を張り出させかつ起立させて４本のワイヤーバネ１２Ｂが周方向に沿って等間隔配置で固定されている。ワイヤーバネ１２Ｂはワイヤーバネ１２と同様に複数の環状部１２ａを有している。また、ワイヤーバネ１２Ｂは壁状部材３，４，５，６に固定されている。また、ベース部材１２３上に円板状の錘１２８が載置されている。４つの螺旋構造体１０はベース部材１２３が円板状であることに伴い、配置が変更されている（４つの螺旋構造体１０はベース部材１２３の下側に配置されているので図２０には図示せず）。
【００９３】
このような構成の制振装置６０でも、水平方向の振動は主として螺旋構造体１０のワイヤーバネ１２が抑制し、垂直方向の振動は主としてワイヤーバネ１２Ｂが抑制する。そのため、制振装置６０は制振装置５０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【００９４】
第３の実施の形態
次に、図２１を参照して本発明の第３の実施の形態に係る制振装置７０の構成について説明する。図２１は制振装置７０の構成を示す一部省略した平面図である。制振装置７０は制振装置６０と比較して、下部ユニット１が下部ユニット７１になっている点、ワイヤーバネ１２Ｂよりも長さの長いワイヤーバネ１２Ａがベース部材１２３の全周に渡って固定されている点で相違している。下部ユニット７１はベース部材１２３よりも大きさの大きい円板状のベース部材７２を有し、その周縁部に円筒状の壁状部材７２ａが形成されている。ベース部材７２および壁状部材７２ａは全体として有底円筒状に形成されている。
【００９５】
制振装置６０の場合は、下部ユニット１が採用されていたため、ベース部材１が正方形状であり、壁状部材３，４，５，６とベース部材１２３との距離が一様になっていなかった。また、ベース部材１２３の全周に渡ってワイヤーバネ１２Ｂを固定することが困難な構造であった。
【００９６】
しかし、制振装置７０では、下部ユニット７１を採用しているので、ベース部材１２３の全周に渡ってワイヤーバネ１２Ａが固定されている。ベース部材１２３には貫通孔１２３ａが全周に渡って等間隔で形成されており、ここにワイヤーバネ１２Ａが挿通されている。ワイヤーバネ１２Ａはベース部材１２３と壁状部材７２ａの双方に固定されている。
【００９７】
このような制振装置７０も、制振装置６０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。加えて、制振装置７０では、ワイヤーバネ１２Ａがベース部材１２３の全周に渡って固定されている。そのため、制振装置７０は垂直方向の振動抑制効果にムラがなく、ベース部材１２３の全周に渡ってほぼ均一な振動抑制効果を発揮させることができる。水平振動が発生した場合は主に図示しない４つの螺旋構造体１０によって抑制される。ところが、水平振動に応じてベース部材１２３とベース部材７２との相対的な位置がずれたときにそのずれに応じてワイヤーバネ１２Ａが撓むため、ワイヤーバネ１２Ａも水平振動を吸収する。この場合、ワイヤーバネ１２Ａは円板状のベース部材１２３の全周に固定されているので、どの方向にずれようがワイヤーバネ１２Ａが同じように撓み、ほぼ均一な振動抑制効果が発揮される。また、制振装置７０は制振装置６０よりもワイヤーバネ１２Ａの長さが長いので、制振装置６０よりも振動抑制効果を向上させることもできる。
【００９８】
第４の実施の形態
次に、図２２を参照して本発明の第４の実施の形態に係る制振装置８０の構成について説明する。図２２（ａ）は制振装置８０の構成を示す一部省略した平面図、図２２（ｂ）は同じくｂ−ｂ線断面図である。
【００９９】
制振装置８０は制振装置５０と比較して、下部ユニット１における４つの螺旋構造体１０の代わりに螺旋構造体１０Ａを有する点、壁状部材３，４，５，６の高さが高くなっている点で相違している。
【０１００】
制振装置５０は４つの螺旋構造体１０を有しているが、制振装置８０は螺旋構造体１０よりも環状部の大きさ（直径）の大きい螺旋構造体１０Ａを１つ有している。螺旋構造体１０Ａの大きさが螺旋構造体１０よりも大きいので、１本の螺旋構造体１０Ａがベース部材２の中央に固定されている。制振装置５０は４つの螺旋構造体１０を有しているので、振動を各螺旋構造体１０に分散させて吸収することができる。一方、螺旋構造体１０Ａは１本だけではあるが、螺旋構造体１０よりも大きさの大きい環状部を複数有するので、制振装置８０でも不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【０１０１】
（変形例）
上記制振装置８０は螺旋構造体１０Ａを１つ有しているが、上部ユニット２１の重量が重くなると、上部ユニット２１の重量によって螺旋構造体１０Ａが撓みすぎてしまうおそれがある。その場合は、制振装置８０の代わりに図２５（ａ）、（ｂ）に示す制振装置８５とすることが好ましい。制振装置８５は制振装置８０と比べて板バネ８６を有する点で相違している。板バネ８６は長さ方向の両端部を除く中間部分が環状部１２ａの内側を挿通するようにして配置されている。板バネ８６はワイヤーバネ１２の中心軸に沿った方向に長い帯状の板材を適宜折り曲げまたは湾曲させるなどして形成されている。板バネ８６は両端部のうち一方（一端部）がベース部材２の表面に固定され、かつ他方（他端部）はベース部材２の表面から適宜離れて配置された自由端となっている。
【０１０２】
そして、上部ユニット２１がその重量によって下方に移動すると、ある程度移動した時点で棒状部材１３ａが板バネ８６に接触し、さらに移動すると板バネ８６を変形させる。このとき、板バネ８６は、自由端となっている他端部がベース部材２の表面に沿って水平方向にスライドし、元の形に戻ろうとする復元力を発揮する。そうすると、板バネ８６は、棒状部材１３ａを上に押し上げようとする。こうして、制振装置８５では、螺旋構造体１０Ａの撓みすぎを防止することができる。
【０１０３】
第５の実施の形態
次に、図２３を参照して本発明の第５の実施の形態に係る制振装置９０，９５の構成について説明する。図２３（ａ）は制振装置９０の構成を示す一部省略した断面図、図２３（ｂ）は制振装置９５の構成を示す一部省略した断面図である。
【０１０４】
制振装置９０は制振装置５０と比較して、下部ユニット１の構造が異なる点で相違している。制振装置９０はベース部材２Ａを有している。ベース部材２Ａはベース部材２２よりも大きさが小さい正方形状の板材であり、壁状部材３，４，５，６が形成されていない平板状に形成されている。また、制振装置９０は制振装置５０と比較して、４つの螺旋構造体１０の配置が異なっている点でも相違している。制振装置９０では、４つの螺旋構造体１０はベース部材２Ａの幅方向等間隔で平行に並べられている。
【０１０５】
制振装置５０では、壁状部材３，４，５，６が形成されていたため、螺旋構造体４０が壁状部材３，４，５，６と、壁状部材２３，２４，２５，２６とに固定されていた。制振装置９０はベース部材２の代わりにベース部材２Ａを有している。ベース部材２Ａはベース部材２２よりも大きさの小さい正方形状の板材であり、壁状部材３，４，５，６を有していない。螺旋構造体４０は壁状部材３，４，５，６には固定されてなく、外側が自由端になっている。螺旋構造体４０は内側が壁状部材２３，２４，２５，２６に固定され、外側が構造物１００Ａ，１００Ｂに固定されている。構造物１００Ａ，１００Ｂは例えば木造家屋の柱や壁などである。このようにしても、ベース部材２Ａとベース部材２２の相対的な位置を垂直方向にずらす外力が螺旋構造体４０によって吸収されるので、制振装置９０も制振装置５０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。
【０１０６】
次に、制振装置９５は上下に配置されたベース部材２Ｂとベース部材２２Ｂとを有し、その両者の間に挟まる格好で螺旋構造体１０と螺旋構造体４０が固定されている。
【０１０７】
ベース部材２Ｂは平坦な正方形板状部分の周縁部に、板状部分と直交する壁状部材２Ｂａが形成されている。ベース部材２２Ｂは平坦な正方形板状部分の周縁部に、板状部分と直交する壁状部材２２Ｂａが形成されている。ベース部材２Ｂは板状部分が壁状部材２Ｂａより上側に配置するように設置されている。ベース部材２２Ｂも板状部分が壁状部材２２Ｂａより上側に配置するように設置されている。そして、ベース部材２Ｂとベース部材２２Ｂとは、ベース部材２Ｂを外側からベース部材２２Ｂが覆うようにして配置されている。ベース部材２２Ｂの上側に錘２８Ａが着脱自在に固定されている。
【０１０８】
このような制振装置９５に水平振動が発生した場合、その振動は主に螺旋構造体１０によって抑制される。また、垂直振動が発生した場合、その振動は主に螺旋構造体４０によって抑制される。そのため、制振装置９５も、制振装置５０と同様に不定性３次元振動を十分に抑制することができる。特に、制振装置９５の場合、錘２８Ａがベース部材２２Ｂの上側に着脱自在に固定されているので、交換や追加等が制振装置５０よりも容易に行える。
【０１０９】
前述した各実施の形態では、螺旋構造体４０を壁状部材３，４，５，６と壁状部材２３，２４，２５，２６との双方に固定していた。しかしながら、ベース部材２２の大きさを小さくするなどして、螺旋構造体４０を外側の壁状部材３，４，５，６にだけ固定し、内側の壁状部材２３，２４，２５，２６には固定しないようにしてもよい。そうすると、螺旋構造体４０と内側の壁状部材２３，２４，２５，２６との間に空隙を確保することができる。この空隙は、木造家屋等の構造物に大きな変位が生じ、それに伴い上部ユニット２１が大きく変位した際、上部ユニット２１を螺旋構造体４０に衝突させるための緩衝ゾーンとして機能させることができる。上部ユニット２１が緩衝ゾーンを移動し、螺旋構造体４０に衝突することによって運動エネルギーが吸収されるため、振動をより効果的に吸収できるようになる。
【０１１０】
一方、各実施の形態では、上部ユニットにおいてベース部材（例えばベース部材２２）とは別に錘２８を設け、錘２８をベース部材（例えばベース部材２２）に固定していた。しかしながら、ベース部材自体にも自重がある。そのため、例えばベース部材２２の厚さを変える等して重さを重くし、錘２８の働きを持たせることもできる。上部ユニット２１は錘２８を有しない構造とすることができる。
【０１１１】
また、ベース部材２２の厚さを厚くすることにより、その側面の面積を拡大することができるので、ベース部材２２の側面に螺旋構造体４０を固定することができる。この場合、上部ユニット２１は、壁状部材２３，２４，２５，２６を有しない構造にすることもできる。この場合、螺旋構造体４０が固定されるベース部材２２の側面は、ベース部材２２の裏面（螺旋構造体１０が固定されている部分、固定部分ともいう）と直交状に交差している交差部であり、この交差部に螺旋構造体４０が固定されることになる。上部ユニット２１のように壁状部材２３，２４，２５，２６を有する構造の場合は壁状部材２３，２４，２５，２６がベース部材２２の裏面と直交状に交差しているので、交差部としての機能を発揮している。
【０１１２】
以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
【０１１３】
以上の実施の形態では、固定構造物として主に木造家屋、精密機械、産業機械などを取り上げているが、本発明は上記以外の固定構造物や移動構造物についても適用することができる。本発明は例えば橋梁、高架式の道路や線路といった固定構造物や、車両、航空機、船舶といった移動構造物についても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明を適用することにより、制振装置について、抑制可能な振動の範囲を拡大し、不定性３次元振動を抑制できるようになる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…下部ユニット、２，２２，７２，１２２，１２３，２Ａ，２Ｂ，２２Ｂ…ベース部材、３，４，５，６，２３，２４，２５，２６，７２ａ…壁状部材、１０，４０…螺旋構造体、１２，１１２，１２Ａ，１２Ｂ…ワイヤーバネ、１４…線状部材、１５…単位索部材、１６…索部材、２１…上部ユニット、２８、３１，２８Ａ…錘、５０，６０，７０，８０，８５，９０，９５…制振装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、
前記第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、
前記第１の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１のベース部材および前記第２のベース部材に固定され、
前記第２の環状索部材は、前記第１のベース部材および前記第２のベース部材のうちのいずれか一方における前記第１の環状索部材の固定部分と交差している交差部に前記環状部を起立させて固定されている制振装置。
【請求項２】
前記第１のベース部材および第２のベース部材のうちの前記第２の環状索部材が固定されている方に対して着脱自在に構成された錘を更に有する請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、
前記第１の環状索部材の下側に配置されている第１のベース部材と、
前記第１の環状索部材の上側に配置されている第２のベース部材と、
前記第１のベース部材の周縁部に前記第１のベース部材と交差するように形成されている第１の壁状部材と、
前記第２のベース部材の周縁部に前記第２のベース部材と交差するように形成されている第２の壁状部材と、
該第２の壁状部材の内側の前記第２のベース部材上に載置されている錘とを有し、
前記第１の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１のベース部材および前記第２のベース部材に固定され、
前記第２の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１の壁状部材および前記第２の壁状部材に固定されている制振装置。
【請求項４】
前記第２の環状索部材の前記第１の壁状部材に対する第１の固定位置と前記第２の壁状部材に対する第２の固定位置とを結ぶ直線の水平面に対する傾斜角が所定範囲に設定されている請求項３記載の制振装置。
【請求項５】
複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、
前記第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、
前記第１の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１のベース部材および前記第２のベース部材に固定され、
前記第２の環状索部材は、前記第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方の周縁部に前記環状部を張り出させかつ起立させて固定されている制振装置。
【請求項６】
前記第１の環状索部材および前記第２の環状索部材は、それぞれ前記環状部を複数備えた螺旋状に形成されている請求項１〜５のいずれか一項記載の制振装置。
【請求項７】
前記第２の環状索部材を複数有し、それぞれが等間隔で配置されている請求項１〜６のいずれか一項記載の制振装置。
【請求項８】
前記錘は、形状が等しく、かつ表面に凹凸が形成された複数の金属板によって構成されている請求項２〜４、６のいずれか一項記載の制振装置。
【請求項１】
複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、
前記第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、
前記第１の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１のベース部材および前記第２のベース部材に固定され、
前記第２の環状索部材は、前記第１のベース部材および前記第２のベース部材のうちのいずれか一方における前記第１の環状索部材の固定部分と交差している交差部に前記環状部を起立させて固定されている制振装置。
【請求項２】
前記第１のベース部材および第２のベース部材のうちの前記第２の環状索部材が固定されている方に対して着脱自在に構成された錘を更に有する請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、
前記第１の環状索部材の下側に配置されている第１のベース部材と、
前記第１の環状索部材の上側に配置されている第２のベース部材と、
前記第１のベース部材の周縁部に前記第１のベース部材と交差するように形成されている第１の壁状部材と、
前記第２のベース部材の周縁部に前記第２のベース部材と交差するように形成されている第２の壁状部材と、
該第２の壁状部材の内側の前記第２のベース部材上に載置されている錘とを有し、
前記第１の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１のベース部材および前記第２のベース部材に固定され、
前記第２の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１の壁状部材および前記第２の壁状部材に固定されている制振装置。
【請求項４】
前記第２の環状索部材の前記第１の壁状部材に対する第１の固定位置と前記第２の壁状部材に対する第２の固定位置とを結ぶ直線の水平面に対する傾斜角が所定範囲に設定されている請求項３記載の制振装置。
【請求項５】
複数の線状部材をより合わせた索部材を環状に形成した環状部を有する第１の環状索部材および第２の環状索部材と、
前記第１の環状索部材を挟んで上下に配置された第１のベース部材および第２のベース部材とを有し、
前記第１の環状索部材は、前記環状部を起立させて前記第１のベース部材および前記第２のベース部材に固定され、
前記第２の環状索部材は、前記第１のベース部材および第２のベース部材のうちのいずれか一方の周縁部に前記環状部を張り出させかつ起立させて固定されている制振装置。
【請求項６】
前記第１の環状索部材および前記第２の環状索部材は、それぞれ前記環状部を複数備えた螺旋状に形成されている請求項１〜５のいずれか一項記載の制振装置。
【請求項７】
前記第２の環状索部材を複数有し、それぞれが等間隔で配置されている請求項１〜６のいずれか一項記載の制振装置。
【請求項８】
前記錘は、形状が等しく、かつ表面に凹凸が形成された複数の金属板によって構成されている請求項２〜４、６のいずれか一項記載の制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−２７１６５（Ｐ２０１１−２７１６５Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２９５６（Ｐ２００９−１７２９５６）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（５０１０５５０７５）株式会社田中制震構造研究所 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（５０１０５５０７５）株式会社田中制震構造研究所 (3)
【Ｆターム（参考）】
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