制震ダンパー効果比較検証装置
【課題】粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の建物が、振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えている仕組みを容易に把握することができる制震ダンパー効果比較検証装置を提供する。
【解決手段】制震ダンパー効果比較検証装置２０は、箱体２２と、箱体２２の上に設置された矩形平板形状の振動板２３と、振動板２３の上に並べて設置された２つの建物模型２４及び建物模型２５と、箱体２２の正面側の側面に取り付けられた２つの手動比較部２６及び手動比較部２７とを備えている。建物模型２４と建物模型２５とは同一形状に構成され、いずれもブレース型の制震ダンパー６０及び６１を構成する制震構造を有している。手動比較部２６と手動比較部２７とも同一形状に構成されている。相違点は、建物模型２４及び手動比較部２６には、粘弾性体が使用され、建物模型２５及び手動比較部２７には、弾性体が使用されている点である。
【解決手段】制震ダンパー効果比較検証装置２０は、箱体２２と、箱体２２の上に設置された矩形平板形状の振動板２３と、振動板２３の上に並べて設置された２つの建物模型２４及び建物模型２５と、箱体２２の正面側の側面に取り付けられた２つの手動比較部２６及び手動比較部２７とを備えている。建物模型２４と建物模型２５とは同一形状に構成され、いずれもブレース型の制震ダンパー６０及び６１を構成する制震構造を有している。手動比較部２６と手動比較部２７とも同一形状に構成されている。相違点は、建物模型２４及び手動比較部２６には、粘弾性体が使用され、建物模型２５及び手動比較部２７には、弾性体が使用されている点である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は制震ダンパー効果比較検証装置に関し、特に制震構造の建物が振動エネルギーを吸収する仕組みを説明する制震ダンパー効果比較検証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動台の上に制震構造の建物模型を設置して、その振動台を振動させて制震構造の建物模型を振動させて、制震構造の建物の耐震性能を学習する共振現象学習装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置に設置された制震構造の建物模型は、弾性柱と、弾性柱にピン結合される床材と、弾性柱にピン結合される屋根と、屋根の下面から吊り下げられた付加重量とから構成されている。振動台を水平方向に振動させると、上記付加質量が揺れることにより振動エネルギーが吸収され、制震構造の建物模型の揺れが抑えられる。これをみて、制震構造の建物が地震には有効であることを学習することができるようになっている。
【０００３】
ところで、振動台の上に設置された建物模型の制震構造と実際の建物の制震構造とでは、その構成は全く異なっている。例えば、実際の建物の制震構造として、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成しているものがある。したがって、住宅購入予定者等に説明する場合、制震構造の一般的な仕組みについては上記装置を利用して、実際の建物の制震構造の仕組みについては、実物大の制震構造の部分模型やカタログを利用している。尚、実物大の制震構造の部分模型を振動させることは現実的ではない。
【特許文献１】特開２０００−１４８００４号公報（第９頁、図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の装置では、振動台の上に設置された建物模型の制震構造と実際の建物の制震構造の構成が全く異なるため、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の仕組みや、粘弾性体を使用していることの効果を理解し難い。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の建物が、振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えている仕組みを容易に把握することができる制震ダンパー効果比較検証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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、制震構造の建物が振動エネルギーを吸収する仕組みを説明する制震ダンパー効果比較検証装置であって、少なくとも所定の水平方向に振動する振動板と、振動板の上に設置された所定の水平方向に変形可能なほぼ同一形状からなる２つの建物模型とを備え、建物模型の各々は、第１斜材と、第２斜材と、その第１斜材とその第２斜材とを連結する連結部材とを有すると共に所定の水平方向の振動に対して機能するように配置されたブレース型の制震ダンパーを含み、一方の建物模型の第１連結部材には粘弾性体が使用され、他方の前記建物模型の第２連結部材には弾性体が使用されるものである。
【０００７】
このように構成すると、振動板を振動させたときに、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパーを有する建物模型において、弾性体を使用した建物模型と比較して、粘弾性体を使用した建物模型の揺れが小さくなる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、振動板の下に設置される箱体と、箱体に取り付けられ、手動により変形させて粘弾性体及び弾性体の変形態様を比較するほぼ同一形状からなる２つの手動比較部とを更に備え、手動比較部の各々は、把手と、支持板と、その把手とその支持板とを連結する連結部材とを含み、一方の手動比較部の第３連結部材には粘弾性体が使用され、他方の手動比較部の第４連結部材には弾性体が使用されるものである。
【０００９】
このように構成すると、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させると、弾性体を使用した手動比較部と比較して、粘弾性体を使用した手動比較部はゆっくりと変形前の状態に戻る。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、第１連結部材及び第２連結部材は着脱自在に構成され、建物模型の各々の間で入れ替えることができるものである。
【００１１】
このように構成すると、振動板を振動させたときの２つの建物模型の揺れ方も入れ替わる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明の構成において、第３連結部材及び第４連結部材は着脱自在に構成され、手動比較部の各々の間で入れ替えることができるものである。
【００１３】
このように構成すると、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させたときの２つの手動比較部の変形前の状態に戻る速さも入れ替わる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、前記第１連結部材と前記第３連結部材とを入れ替えることができ、前記第２連結部材と前記第４連結部材とを入れ替えることができるものである。
【００１５】
このように構成すると、手動比較部で体感した粘弾性体や弾性体を用いて建物模型の揺れが確認される。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、建物模型の各々は、正面視矩形形状のフレームと２つの制震ダンパーとを含み、制震ダンパーの各々は、正面視において、フレームを上下に２等分する線を基準に線対称に、上下に分割された矩形形状の対角線に沿って配置されたものである。
【００１７】
このように構成すると、制震構造が更に実物に近くなる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、振動板を振動させたときに、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパーを有する建物模型において、弾性体を使用した建物模型と比較して、粘弾性体を使用した建物模型の揺れが小さくなる。そのため、振動エネルギーが粘弾性体に吸収されていることがわかる。又、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の建物が振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えることを容易に把握することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させると、弾性体を使用した手動比較部と比較して、粘弾性体を使用した手動比較部はゆっくりと変形前の状態に戻るため、粘弾性体と弾性体との固さや変形態様の相違を直接的に体感することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、振動板を振動させたときの２つの建物模型の揺れ方も入れ替わるため、粘弾性体及び弾性体以外の部分により建物模型の揺れが相違していないことを確認することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明の効果に加えて、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させたときの２つの手動比較部の変形前の状態に戻る速さも入れ替わるため、粘弾性体及び弾性体以外の部分により手動比較部の変形前の状態に戻る速さが相違していないことを確認することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、手動比較部で体感した粘弾性体や弾性体を用いて建物模型の揺れが確認されるため、粘弾性体が振動エネルギーを吸収していることを確実に確認することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、制震構造が更に実物に近くなるため、実物に近い制震構造の建物模型により振動エネルギーが吸収される仕組みを確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００２５】
図１はこの発明の第１の実施の形態による制震ダンパー効果比較検証装置の概略構成を示した斜視図である。
【００２６】
図１を参照して、制震ダンパー効果比較検証装置２０は、箱形状の箱体２２と、箱体２２の上に設置された矩形平板形状の振動板２３と、振動板２３の上に並べて設置された２つの建物模型２４及び建物模型２５と、箱体２２の正面側の側面に取り付けられた２つの手動比較部２６及び手動比較部２７とを備えている。箱体２２の内部には、振動板２３を所定の水平方向である左右方向（図１で示した矢印方向）に振動させる図示しない振動手段を備えている。この振動手段は、地震を模擬した振動を発生させる。又、この振動手段は、振動周期を調整することができ、所定の建物模型の固有周期に一致させた振動を発生させ、その建物模型に共振現象を発生させることができる。建物模型２４と建物模型２５とは同一形状に構成され、いずれもブレース型の制震ダンパー６０及び６１を構成する制震構造を有している。手動比較部２６と手動比較部２７とも同一形状に構成されている。相違点は、建物模型２４及び手動比較部２６には、粘弾性体が使用され、建物模型２５及び手動比較部２７には、弾性体が使用されている点である。そして、粘弾性体が使用されている建物模型２４の手前には粘弾性体が使用されている手動比較部２６が配置され、弾性体が使用されている建物模型２５の手前に弾性体が使用されている手動比較部２７が配置されている。
【００２７】
制震ダンパー６０は、第１斜材３４と、第２斜材３５と、第１斜材３４と第２斜材３５とを連結する第１連結部材３６とを備え、制震ダンパー６１は、第１斜材３４と、第２斜材３５と、第１斜材３４と第２斜材３５とを連結する第２連結部材３７とを備えている。手動比較部２６は、把手３８と、支持板３９と、把手３８と支持板３９とを連結する第３連結部材４０とを備え、手動比較部２７は、把手３８と、支持板３９と、把手３８と支持板３９とを連結する第４連結部材４１とを備えている。第１連結部材３６及び第３連結部材４０には粘弾性体が使用され、第２連結部材３７及び第４連結部材４１には弾性体が使用されている。
【００２８】
建物模型２４は、矩形平板状の１階床２９と、１階床２９の上方に配置される矩形平板状の２階床３０と、２階床３０の上方に配置される切妻形状の屋根３１と、それらの角部に配置されると共にそれらを接続する柱２８とを備えている。１階床２９、２階床３０及び屋根３１は、平面視において同一の大きさで重なるように設定されている。柱２８と、１階床２９、２階床３０及び屋根３１とは、ボルト等の固定具３２により固定されて接続されている。１階床２９と２階床３０の間には、平面視において１階床２９を前後方向（図１で示した矢印方向に直交する方向）に２等分する線に沿って、上記制震ダンパー６０が組み込まれたダンパーパネル４２が設置されている。具体的には、ダンパーパネル４２は、１階床２９の上面と２階床３０の下面の各々に取り付けられた２本のガイド３３に位置決めされながら、図示しない取付けネジ等の固定具により１階床２９の上面と２階床３０の下面に固定されている。ダンパーパネル４２の幅は、正面視において、１階床２９の幅とほぼ同一の大きさに設定されている。柱２８は、可撓性材料からなり垂直に延びる細長い平板状に形成され、広い面が左右方向をむくように配置されている。柱２８をこのように配置すると、柱２８は、左右方向には屈曲して変形し易く、前後方向には変形しにくくなる。したがって、建物模型２４が、左右方向には変形し易く、前後方向には変形しにくくなり、左右方向に変形可能となる。１階床２９は、図示しないボルト等の固定具により振動板２３に固定され、振動板２３と一体的に振動するようになっている。建物模型２５は、ダンパーパネル４３に組み込まれた制震ダンパー６１の第２連結部材３７に弾性体が使用されている点以外は、建物模型２４と同一の構成となっている。
【００２９】
販売者は、この制震ダンパー効果比較検証装置２０を使用して、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを有する制震構造の仕組みや、粘弾性体を使用することにより振動エネルギーが吸収されている効果を住宅購入予定者等に説明する。振動板２３を振動させると、建物模型２４及び建物模型２５には同一の大きさの振動エネルギーが与えられ、建物模型２４及び建物模型２５は各々左右方向に振動する。どちらも同一の構成で制震構造を有しているが、建物模型２４と建物模型２５とでは揺れの大きさや揺れ方が相違する。住宅購入予定者等は、粘弾性体と弾性体とでは、揺れの大きさや揺れ方が相違することを視覚的に把握する。手動比較部２６や手動比較部２７において、把手３８を同程度に移動させると、手動比較部２６と手動比較部２７とでは、把手３８を同程度に移動させるときに必要な力の大きさや変形前の状態に戻る速さが相違する。住宅購入者等は、粘弾性体及び弾性体の性質を直接的に体感する。
【００３０】
次に、ダンパーパネル４２について説明する。
【００３１】
図２は図１で示したダンパーパネルの概略構成を示した正面図であり、図３は、その（１）が図２で示したＩ―Ｉラインの断面図であり、その（２）が図２で示したＩＩ―ＩＩラインの断面図である。
【００３２】
図２及び図３を参照して、ダンパーパネル４２は、垂直フレーム４５及び水平フレーム４６からなる正面視矩形形状のフレーム４４と、２つの制震ダンパー６０とを備えている。２つの制震ダンパー６０の各々は、正面視において、フレーム４４を上下に２等分する図２の２点鎖線で示した線を基準に線対称に、上下に分割された矩形形状の対角線に沿って配置されている。上下に配置された２つの制震ダンパー６０はフレーム４４に取り付けられている位置は異なるが、同一形状である。制震ダンパー６０の紙面左側の端部は、上記フレーム４４のコーナー部において垂直フレーム４５に取り付けられたガセットプレート４７を介してフレーム４４に接続されている。制震ダンパー６０の紙面右側の端部は、垂直フレーム４５の中間部分に取り付けられたガセットプレート４８を介してフレーム４４に接続されている。ガセットプレート４８には、２つの制震ダンパー６０が接続されている。垂直フレーム４５及び水平フレーム４６は断面コの字状を有し、開放面が内方となるように配置され、各々の端部が接続されている。フレーム４４は、垂直フレーム４５の各々の外方側端縁を基準にして紙面上側の水平フレーム４６がほぼ水平を保ったまま移動して正面視において平行四辺形となるように変形する。
【００３３】
制震ダンパー６０は、細長い平板状の第１斜材３４及び第２斜材３５と、第１斜材３４と第２斜材３５とを連結する第１連結部材３６とを備えている。第１斜材３４の紙面左側端部には円形の孔が形成され、その孔にドライベアリング５０が両面から差し込まれて取り付けられている。第１斜材３４は、ドライベアリング５０とガセットプレート４７に形成された孔に、ストリッパボルト５１を挿通させてワッシャ５２を介してナット５３に螺合させることにより、ストリッパボルト５１の軸を中心に回動可能にガセットプレート４７に取り付けられている。第２斜材３５も、紙面右側の端部が、ストリッパボルト５１が差し込まれる方向を逆にして第１斜材３４と同様に回動可能にガセットプレート４８に取り付けられている。ガセットプレート４７及びガセットプレート４８は、垂直フレーム４５の内方面に接触させて垂直フレーム４５に取り付けられている。
【００３４】
第１斜材３４と第２斜材３５とは、中央側の端部の各々が所定の長さだけ互いに重なるように設定され、第１斜材３４と第２斜材３５の対向する面がスライドガイド５６を介して接続されている。スライドガイド５６は、ブロック５７とレール５８とからなり、両者はその長手方向にスライドするようになっている。第１斜材３４にはレール５８が、第２斜材３５にはブロック５７が、その長手方向を第１斜材３４及び第２斜材３５の長手方向に一致させるように取り付けられている。このような構成とすることで、制震ダンパー６０は、スライドガイド５６に規制されながら伸縮するようになっている。
【００３５】
又、第１斜材３４より前方において、第１斜材３４と第２斜材３５とは第１連結部材３６を介して連結されている。第１斜材３４の中央側上面には上保持部材５４が取り付けられ、第２斜材３５の中央側下面には下保持部材５５が取り付けられている。上保持部材５４及び下保持部材５５は、各々の両端に正面視ほぼＪ字状のひっかかり部が形成されている。下保持部材５５は、第２斜材３５と接触する部分が断面視において鉤状に構成され、第１斜材３４と第２斜材３５とがスライドしたときに、第１斜材３４の下面と下保持部材５５の上面が干渉しないようになっている。第１連結部材３６は、対向するように配置される矩形平板状のプレート４９及びプレート４９とそれらの長手方向の中心線に沿って配置され、それらを接続する矩形平板状の粘弾性体である粘弾性ゴム６２とからなり、断面倒立Ｈ状に構成されている。第１連結部材３６のプレート４９が上保持部材５４及び下保持部材５５に形成された上記ひっかかり部の溝に前後方向（図２の紙面と貫通する方向）から嵌め込まれている。このようにして、第１連結部材３６は制震ダンパー６０に取り付けられ、そして、第１連結部材３６は、制震ダンパー６０から着脱自在となっている。
【００３６】
建物模型２５に取り付けられているダンパーパネル４３は、制震ダンパー６１の第２連結部材３７に弾性体が使用されている点以外は、ダンパーパネル４２と同一の構成となっている。図２で示したように、第２連結部材３７は、第１連結部材３６と同一の形状を有しており、一対のプレート４９・４９と、それらを接続する弾性体である弾性ゴム６３とから構成されている。
【００３７】
ダンパーパネル４２・４３が上記のように構成されているため、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパーを有する建物模型２４・２５において、揺れの大きさや揺れ方を確認することができる。
【００３８】
次に、手動比較部２６について説明する。
【００３９】
図４は図１で示した手動比較部の概略構成を示した正面図であり、図５は図１で示した手動比較部の概略構成を示した平面図であり、図６は図４及び図５で示したＶＩ―ＶＩラインの断面図である。
【００４０】
図４、図５及び図６を参照して、手動比較部２６は、箱体２２の側面に沿って延びるように箱体２２に取り付けられた矩形平板状の背板６５と、背板６５の上部から水平に前方に延びるように接続された厚みのある矩平板状の支持板３９と、支持板３９と背板６５とに直交するように所定の間隔をあけて接続される矩形から一角が大きく面取りされた平板状の２つの補強板６６とを備えている。補強板６６は、支持板３９が鉛直荷重を受けた場合に、支持板３９が手前に傾斜するのを防止するために取り付けられている。更に、手動比較部２６は、把手３８と、把手３８と上記支持板３９とを連結する第３連結部材４０と、把手３８と上記支持板３９とを接続するスライドガイド７１とを備えている。
【００４１】
把手３８は、長手方向を左右方向に合わせて配置された断面矩形形状を有した棒状からなる棒状部７６と、軸方向を前後方向に合わせて棒状部７６の両端に各々接続された円柱状の円柱状部７５とを備えている。棒状部７６の下面と支持板３９の上面がスライドガイド７１を介して接続されている。スライドガイド７１は、ブロック７２とレール７３とからなり、両者はその長手方向にスライドするようになっている。棒状部７６にはレール５８が、支持板３９にはブロック５７が、その長手方向を棒状部７６の長手方向に一致させるように取り付けられている。このような構成とすることで、把手３８は、スライドガイド７１に規制されながら左右方向にスライドするようになっている。
【００４２】
又、把手３８より前方において、把手３８と支持板３９とは第３連結部材４０を介して連結されている。把手３８の棒状部７６の中央手前側側面には上保持部材６７が取り付けられ、支持板３９の中央手前側上面には下保持部材６８が取り付けられている。上保持部材６７及び下保持部材６８は、各々の両端に平面視ほぼコの字状のひっかかり部が形成されている。上保持部材６７と支持板３９との間にはクリアランスが設けられ、把手３８がスライドしたときに、上保持部材６７の下面と支持板３９の上面が干渉しないようになっている。第３連結部材４０は、対向するように配置される矩形平板状のプレート４９及びプレート４９とそれらの長手方向の中心線に沿って配置され、それらを接続する矩形平板状の粘弾性体である粘弾性ゴム６２とからなり、断面倒立Ｈ状に構成されている。第３連結部材４０のプレート４９が上保持部材６７及び下保持部材６８に形成された上記ひっかかり部の溝に上下方向（図５の紙面と貫通する方向）から嵌め込まれている。このようにして、第３連結部材４０は手動比較部２６に取り付けられ、そして、第３連結部材４０は、手動比較部２６から着脱自在となっている。
【００４３】
把手３８の棒状部７６の中央奥側側面には後方に突出した四角柱状の突出部材６９が取り付けられている。一方、支持板３９の上面には、上記突出部材６９を所定の間隔をあけて左右から挟むように四角柱状のストッパー部材７０・７０が立設されている。このように構成されているため、把手３８がスライドガイド７１に規制される範囲を超えてスライドしようとしても、突出部材６９がストッパー部材７０に当接して、把手３８は所定の範囲を超えてスライドしないようになっている。したがって、手動比較部２６から第３連結部材が取り外されているときに、把手３８がスライドして手動比較部２６から脱落してしまうことを防止することができる。
【００４４】
建物模型２５の手前に取り付けられている手動比較部２７は、第４連結部材４１に弾性体が使用されている点以外は、手動比較部２６と同一の構成となっている。図５で示したように、第４連結部材４１は、第３連結部材４０と同一の形状を有しており、一対のプレート４９・４９と、それらを接続する弾性体である弾性ゴム６３とから構成されている。更に、第１連結部材３６と第３連結部材４０とは同一の形状を有し、第２連結部材３７と第４連結部材４１とは同一の形状を有している。したがって、建物模型２４・２５及び手動比較部２６・２７において、第１連結部材３６、第２連結部材３７、第３連結部材４０及び第４連結部材４１はいずれも入れ替えることができるようになっている。
【００４５】
手動比較部２６・２７が上記のように同一に構成されているため、粘弾性ゴム６２及び弾性ゴム６３の固さや変形態様の相違を直接的に体感しながら確認することができる。
【００４６】
次に、建物模型２４が振動してダンパーパネル４２が変形した状態について説明する。
【００４７】
図７は図１で示したダンパーパネルが変形した状態を示した正面図であり、図２に対応した図である。
【００４８】
図７を参照して、建物模型２４が右方向に変形した場合のダンパーパネル４２の変形状態を示している。ダンパーパネル４２のフレーム４４全体は正面視平行四辺形に変形している。垂直フレーム４５・４５が図７の矢印で示した方向に、垂直フレーム４５・４５の下方外方端縁を支点として傾斜している。上側の水平フレーム４６は、図７の矢印で示した方向に、ほぼ水平を維持しながら、垂直フレーム４５・４５の上方外方端縁を支点として移動している。フレーム４４がこのように変形している状態では、下側の制震ダンパー６０は引張する力を受けるため粘弾性ゴム６２を正面視平行四辺形に変形させながら伸び、上側の制震ダンパー６０は圧縮する力を受けるため粘弾性ゴム６２を正面視平行四辺形に変形させながら縮んでいる。このとき、スライドガイド５６のブロック５７とレール５８も制震ダンパー６０の各々の伸縮に合わせてスライドしている。制震ダンパー６０はスライドガイド５６に規制されて伸縮するため、第１斜材３４と第２斜材３５の接続部分で屈曲することなく直線状態が維持される。垂直フレーム４５・４５が傾斜するのに合わせて、ガセットプレート４７及びガセットプレート４８も傾斜する。制震ダンパー６０の各々は、傾斜したガセットプレート４７及びガセットプレート４８に対して、ストリッパボルト５１の各々の軸を中心にして回動している。図７の矢印で示した方向と反対方向に力を受けてダンパーパネル４２が変形した場合は、下側の制震ダンパー６０が圧縮する力を受けるため縮み、上側の制震ダンパー６０が引張する力を受けるため伸びることとなる。弾性ゴム６３が使用される制震ダンパー６１が組み込まれたダンパーパネル４３も、同一の振動エネルギーを与えた場合は変形量や変形速度は相違するが、同一形状に構成されているためダンパーパネル４２と同様に変形する。
【００４９】
次に、手動により把手３８を移動させて手動比較部２６を変形させた状態について説明する。
【００５０】
図８は図１で示した手動比較部が変形した状態を示した平面図であり、図５に対応した図である。
【００５１】
図８を参照して、図８で示した矢印の方向に所定の力で把手３８を移動させている。第３連結部材の粘弾性ゴム６２は平面視平行四辺形に変形している。支持板３９に固定されたブロック７２がレール７３をスライドすることにより、把手３８は、スライドガイド７１に移動する方向を規制されながら移動している。把手３８は図８で示した矢印の方向と反対の方向にも同様に移動させることができる。変形量や変形速度は相違するが弾性ゴム６３が使用されている手動比較部２７も手動比較部２６と同様に変形させることができる。住宅購入予定者等は、手動比較部２６及び手動比較部２７の各々の把手３８を同程度の力で移動させて、あるいは、同程度に移動させて、粘弾性ゴム６２と弾性ゴム６３との固さや変形態様の相違を直接的に体感しながら確認することができる。尚、手動比較部２６及び手動比較部２７の各々の把手３８を同程度に移動させると、弾性ゴム６３を使用した手動比較部２７と比較して、粘弾性ゴム６２を使用した手動比較部２６は、粘弾性ゴム６２の粘りの作用でゆっくりと変形前の状態に戻る。弾性ゴム６３を使用した手動比較部２７は、弾性ゴム６３のバネの作用で瞬間的に変形前の状態に戻る。
【００５２】
次に、建物模型２４及び建物模型２５の振動態様について説明する。
【００５３】
図９は図１で示した建物模型が振動している状態を模式的に示した正面図である。
【００５４】
図９を参照して、振動板２３を図９で示した矢印の方向に振動させると、建物模型２４及び建物模型２５には同一の振動エネルギーが与えられる。建物模型２４及び建物模型２５は図９の２点鎖線で示したように、左右に揺れながら振動する。ところが、粘弾性ゴム６２が使用されている建物模型２４は、弾性ゴム６３を使用している建物模型２５と比較して、粘弾性ゴム６２の粘りの作用で揺れ幅が小さくなっている。建物模型２４と建物模型２５とは同一形状に構成されているため、振動エネルギーが粘弾性ゴム６２に吸収されていることがわかる。
【００５５】
以上から制震ダンパー効果比較検証装置２０では、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパー６０・６１を有する建物模型２４・２５において、建物模型２４・２５の揺れ方を視覚的に確認することができる。そして、粘弾性ゴム６２を使用したブレース型の制震ダンパーを有する制震構造の住宅等の建物が、地震から発生する振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えることを容易に把握することができる。又、建物模型２４・２５が実物に近い制震構造を有しているため、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパー６０を有する制震構造の仕組みや粘弾性ゴム６２が振動エネルギーを吸収していることを容易に把握することができる。
更に、第１連結部材３６と第２連結部材３７とを建物模型２４・２５の間で入れ替えると、振動板２３を振動させたときの２つの建物模型２４・２５の揺れ方も入れ替わるため、粘弾性ゴム６２及び弾性ゴム６３以外の部分により建物模型の揺れが相違していないことを確認することができる。
【００５６】
更に、第３連結部材４０と第４連結部材４１とを手動比較部２６・２７の間で入れ替えると、手動比較部２６・２７の各々の把手３８を同程度に移動させたときの２つの手動比較部２６・２７の変形前の状態に戻る速さも入れ替わるため、粘弾性ゴム６２及び弾性ゴム６３以外の部分により手動比較部２６・２７の変形前の状態に戻る速さが相違していないことを確認することができる。
【００５７】
更に、第１連結部材３６と第３連結部材４０とを入れ替えることができ、第２連結部材３７と第４連結部材４１とを入れ替えることができるため、手動比較部２６・２７で体感した粘弾性ゴム６２や弾性ゴム６３を用いて建物模型２４・２５の揺れを確認することができる。そのため、粘弾性ゴム６２が振動エネルギーを吸収していることを確実に確認することができる。
【００５８】
尚、上記の実施の形態では、２つの建物模型や２つの手動比較部は各々同一形状に構成されているが、粘弾性ゴムと弾性体ゴムとで建物模型の揺れ方や手動比較部の変形態様が相違することを確認することができれば、形状に多少の相違があってもよくほぼ同一形状であればよい。
【００５９】
又、上記の実施の形態では、１つの建物模型に２つの制震ダンパーが使用されているが、必ずしもこのように構成されている必要はなく、１つの建物模型に１つ又は３つ以上の制震ダンパーが使用されてもよい。
【００６０】
更に、上記の実施の形態では、上下に配置された制震ダンパーが同一形状に構成されているが、制震ダンパーの部品構成が同一であれば、上下に配置された制震ダンパーの例えば長さ等の形状が異なってもよい。
【００６１】
更に、上記の実施の形態では、建物模型は上記形状に構成されているが、粘弾性ゴムと弾性ゴムとについて揺れ方の相違を確認することができれば、他の形状であってもよい。
【００６２】
更に、上記の実施の形態では、手動比較部は上記形状に構成されているが、把手と支持板と把手と支持板とを連結する連結部材とを備えて、粘弾性ゴムと弾性ゴムとについて固さや変形態様の相違を確認することができれば、他の形状であってもよい。
【００６３】
更に、上記の実施の形態では、第１連結部材、第２連結部材、第３連結部材及び第４連結部材が着脱自在に構成されているが、着脱自在でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の第１の実施の形態による制震ダンパー効果比較検証装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１で示したダンパーパネルの概略構成を示した正面図である。
【図３】その（１）が図２で示したＩ―Ｉラインの断面図であり、その（２）が図２で示したＩＩ―ＩＩラインの断面図である。
【図４】図１で示した手動比較部の概略構成を示した正面図である。
【図５】図１で示した手動比較部の概略構成を示した平面図である。
【図６】図４及び図５で示したＶＩ―ＶＩラインの断面図である。
【図７】図１で示したダンパーパネルが変形した状態を示した正面図である。
【図８】図１で示した手動比較部が変形した状態を示した平面図である。
【図９】図１で示した建物模型が振動している状態を模式的に示した正面図である。
【符号の説明】
【００６５】
２０ 制震ダンパー効果比較検証装置
２２ 箱体
２３ 振動板
２４，２５ 建物模型
２６，２７ 手動比較部
３４ 第１斜材
３５ 第２斜材
３６ 第１連結部材
３７ 第２連結部材
３８ 把手
３９ 支持板
４０ 第３連結部材
４１ 第４連結部材
４４ フレーム
６０，６１ 制震ダンパー
６２ 粘弾性ゴム
６３ 弾性ゴム
【技術分野】
【０００１】
この発明は制震ダンパー効果比較検証装置に関し、特に制震構造の建物が振動エネルギーを吸収する仕組みを説明する制震ダンパー効果比較検証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動台の上に制震構造の建物模型を設置して、その振動台を振動させて制震構造の建物模型を振動させて、制震構造の建物の耐震性能を学習する共振現象学習装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置に設置された制震構造の建物模型は、弾性柱と、弾性柱にピン結合される床材と、弾性柱にピン結合される屋根と、屋根の下面から吊り下げられた付加重量とから構成されている。振動台を水平方向に振動させると、上記付加質量が揺れることにより振動エネルギーが吸収され、制震構造の建物模型の揺れが抑えられる。これをみて、制震構造の建物が地震には有効であることを学習することができるようになっている。
【０００３】
ところで、振動台の上に設置された建物模型の制震構造と実際の建物の制震構造とでは、その構成は全く異なっている。例えば、実際の建物の制震構造として、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成しているものがある。したがって、住宅購入予定者等に説明する場合、制震構造の一般的な仕組みについては上記装置を利用して、実際の建物の制震構造の仕組みについては、実物大の制震構造の部分模型やカタログを利用している。尚、実物大の制震構造の部分模型を振動させることは現実的ではない。
【特許文献１】特開２０００−１４８００４号公報（第９頁、図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の装置では、振動台の上に設置された建物模型の制震構造と実際の建物の制震構造の構成が全く異なるため、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の仕組みや、粘弾性体を使用していることの効果を理解し難い。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の建物が、振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えている仕組みを容易に把握することができる制震ダンパー効果比較検証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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、制震構造の建物が振動エネルギーを吸収する仕組みを説明する制震ダンパー効果比較検証装置であって、少なくとも所定の水平方向に振動する振動板と、振動板の上に設置された所定の水平方向に変形可能なほぼ同一形状からなる２つの建物模型とを備え、建物模型の各々は、第１斜材と、第２斜材と、その第１斜材とその第２斜材とを連結する連結部材とを有すると共に所定の水平方向の振動に対して機能するように配置されたブレース型の制震ダンパーを含み、一方の建物模型の第１連結部材には粘弾性体が使用され、他方の前記建物模型の第２連結部材には弾性体が使用されるものである。
【０００７】
このように構成すると、振動板を振動させたときに、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパーを有する建物模型において、弾性体を使用した建物模型と比較して、粘弾性体を使用した建物模型の揺れが小さくなる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、振動板の下に設置される箱体と、箱体に取り付けられ、手動により変形させて粘弾性体及び弾性体の変形態様を比較するほぼ同一形状からなる２つの手動比較部とを更に備え、手動比較部の各々は、把手と、支持板と、その把手とその支持板とを連結する連結部材とを含み、一方の手動比較部の第３連結部材には粘弾性体が使用され、他方の手動比較部の第４連結部材には弾性体が使用されるものである。
【０００９】
このように構成すると、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させると、弾性体を使用した手動比較部と比較して、粘弾性体を使用した手動比較部はゆっくりと変形前の状態に戻る。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、第１連結部材及び第２連結部材は着脱自在に構成され、建物模型の各々の間で入れ替えることができるものである。
【００１１】
このように構成すると、振動板を振動させたときの２つの建物模型の揺れ方も入れ替わる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明の構成において、第３連結部材及び第４連結部材は着脱自在に構成され、手動比較部の各々の間で入れ替えることができるものである。
【００１３】
このように構成すると、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させたときの２つの手動比較部の変形前の状態に戻る速さも入れ替わる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、前記第１連結部材と前記第３連結部材とを入れ替えることができ、前記第２連結部材と前記第４連結部材とを入れ替えることができるものである。
【００１５】
このように構成すると、手動比較部で体感した粘弾性体や弾性体を用いて建物模型の揺れが確認される。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、建物模型の各々は、正面視矩形形状のフレームと２つの制震ダンパーとを含み、制震ダンパーの各々は、正面視において、フレームを上下に２等分する線を基準に線対称に、上下に分割された矩形形状の対角線に沿って配置されたものである。
【００１７】
このように構成すると、制震構造が更に実物に近くなる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、振動板を振動させたときに、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパーを有する建物模型において、弾性体を使用した建物模型と比較して、粘弾性体を使用した建物模型の揺れが小さくなる。そのため、振動エネルギーが粘弾性体に吸収されていることがわかる。又、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを構成する制震構造の建物が振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えることを容易に把握することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させると、弾性体を使用した手動比較部と比較して、粘弾性体を使用した手動比較部はゆっくりと変形前の状態に戻るため、粘弾性体と弾性体との固さや変形態様の相違を直接的に体感することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、振動板を振動させたときの２つの建物模型の揺れ方も入れ替わるため、粘弾性体及び弾性体以外の部分により建物模型の揺れが相違していないことを確認することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明の効果に加えて、手動比較部の各々の把手を同程度に移動させたときの２つの手動比較部の変形前の状態に戻る速さも入れ替わるため、粘弾性体及び弾性体以外の部分により手動比較部の変形前の状態に戻る速さが相違していないことを確認することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、手動比較部で体感した粘弾性体や弾性体を用いて建物模型の揺れが確認されるため、粘弾性体が振動エネルギーを吸収していることを確実に確認することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、制震構造が更に実物に近くなるため、実物に近い制震構造の建物模型により振動エネルギーが吸収される仕組みを確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００２５】
図１はこの発明の第１の実施の形態による制震ダンパー効果比較検証装置の概略構成を示した斜視図である。
【００２６】
図１を参照して、制震ダンパー効果比較検証装置２０は、箱形状の箱体２２と、箱体２２の上に設置された矩形平板形状の振動板２３と、振動板２３の上に並べて設置された２つの建物模型２４及び建物模型２５と、箱体２２の正面側の側面に取り付けられた２つの手動比較部２６及び手動比較部２７とを備えている。箱体２２の内部には、振動板２３を所定の水平方向である左右方向（図１で示した矢印方向）に振動させる図示しない振動手段を備えている。この振動手段は、地震を模擬した振動を発生させる。又、この振動手段は、振動周期を調整することができ、所定の建物模型の固有周期に一致させた振動を発生させ、その建物模型に共振現象を発生させることができる。建物模型２４と建物模型２５とは同一形状に構成され、いずれもブレース型の制震ダンパー６０及び６１を構成する制震構造を有している。手動比較部２６と手動比較部２７とも同一形状に構成されている。相違点は、建物模型２４及び手動比較部２６には、粘弾性体が使用され、建物模型２５及び手動比較部２７には、弾性体が使用されている点である。そして、粘弾性体が使用されている建物模型２４の手前には粘弾性体が使用されている手動比較部２６が配置され、弾性体が使用されている建物模型２５の手前に弾性体が使用されている手動比較部２７が配置されている。
【００２７】
制震ダンパー６０は、第１斜材３４と、第２斜材３５と、第１斜材３４と第２斜材３５とを連結する第１連結部材３６とを備え、制震ダンパー６１は、第１斜材３４と、第２斜材３５と、第１斜材３４と第２斜材３５とを連結する第２連結部材３７とを備えている。手動比較部２６は、把手３８と、支持板３９と、把手３８と支持板３９とを連結する第３連結部材４０とを備え、手動比較部２７は、把手３８と、支持板３９と、把手３８と支持板３９とを連結する第４連結部材４１とを備えている。第１連結部材３６及び第３連結部材４０には粘弾性体が使用され、第２連結部材３７及び第４連結部材４１には弾性体が使用されている。
【００２８】
建物模型２４は、矩形平板状の１階床２９と、１階床２９の上方に配置される矩形平板状の２階床３０と、２階床３０の上方に配置される切妻形状の屋根３１と、それらの角部に配置されると共にそれらを接続する柱２８とを備えている。１階床２９、２階床３０及び屋根３１は、平面視において同一の大きさで重なるように設定されている。柱２８と、１階床２９、２階床３０及び屋根３１とは、ボルト等の固定具３２により固定されて接続されている。１階床２９と２階床３０の間には、平面視において１階床２９を前後方向（図１で示した矢印方向に直交する方向）に２等分する線に沿って、上記制震ダンパー６０が組み込まれたダンパーパネル４２が設置されている。具体的には、ダンパーパネル４２は、１階床２９の上面と２階床３０の下面の各々に取り付けられた２本のガイド３３に位置決めされながら、図示しない取付けネジ等の固定具により１階床２９の上面と２階床３０の下面に固定されている。ダンパーパネル４２の幅は、正面視において、１階床２９の幅とほぼ同一の大きさに設定されている。柱２８は、可撓性材料からなり垂直に延びる細長い平板状に形成され、広い面が左右方向をむくように配置されている。柱２８をこのように配置すると、柱２８は、左右方向には屈曲して変形し易く、前後方向には変形しにくくなる。したがって、建物模型２４が、左右方向には変形し易く、前後方向には変形しにくくなり、左右方向に変形可能となる。１階床２９は、図示しないボルト等の固定具により振動板２３に固定され、振動板２３と一体的に振動するようになっている。建物模型２５は、ダンパーパネル４３に組み込まれた制震ダンパー６１の第２連結部材３７に弾性体が使用されている点以外は、建物模型２４と同一の構成となっている。
【００２９】
販売者は、この制震ダンパー効果比較検証装置２０を使用して、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパーを有する制震構造の仕組みや、粘弾性体を使用することにより振動エネルギーが吸収されている効果を住宅購入予定者等に説明する。振動板２３を振動させると、建物模型２４及び建物模型２５には同一の大きさの振動エネルギーが与えられ、建物模型２４及び建物模型２５は各々左右方向に振動する。どちらも同一の構成で制震構造を有しているが、建物模型２４と建物模型２５とでは揺れの大きさや揺れ方が相違する。住宅購入予定者等は、粘弾性体と弾性体とでは、揺れの大きさや揺れ方が相違することを視覚的に把握する。手動比較部２６や手動比較部２７において、把手３８を同程度に移動させると、手動比較部２６と手動比較部２７とでは、把手３８を同程度に移動させるときに必要な力の大きさや変形前の状態に戻る速さが相違する。住宅購入者等は、粘弾性体及び弾性体の性質を直接的に体感する。
【００３０】
次に、ダンパーパネル４２について説明する。
【００３１】
図２は図１で示したダンパーパネルの概略構成を示した正面図であり、図３は、その（１）が図２で示したＩ―Ｉラインの断面図であり、その（２）が図２で示したＩＩ―ＩＩラインの断面図である。
【００３２】
図２及び図３を参照して、ダンパーパネル４２は、垂直フレーム４５及び水平フレーム４６からなる正面視矩形形状のフレーム４４と、２つの制震ダンパー６０とを備えている。２つの制震ダンパー６０の各々は、正面視において、フレーム４４を上下に２等分する図２の２点鎖線で示した線を基準に線対称に、上下に分割された矩形形状の対角線に沿って配置されている。上下に配置された２つの制震ダンパー６０はフレーム４４に取り付けられている位置は異なるが、同一形状である。制震ダンパー６０の紙面左側の端部は、上記フレーム４４のコーナー部において垂直フレーム４５に取り付けられたガセットプレート４７を介してフレーム４４に接続されている。制震ダンパー６０の紙面右側の端部は、垂直フレーム４５の中間部分に取り付けられたガセットプレート４８を介してフレーム４４に接続されている。ガセットプレート４８には、２つの制震ダンパー６０が接続されている。垂直フレーム４５及び水平フレーム４６は断面コの字状を有し、開放面が内方となるように配置され、各々の端部が接続されている。フレーム４４は、垂直フレーム４５の各々の外方側端縁を基準にして紙面上側の水平フレーム４６がほぼ水平を保ったまま移動して正面視において平行四辺形となるように変形する。
【００３３】
制震ダンパー６０は、細長い平板状の第１斜材３４及び第２斜材３５と、第１斜材３４と第２斜材３５とを連結する第１連結部材３６とを備えている。第１斜材３４の紙面左側端部には円形の孔が形成され、その孔にドライベアリング５０が両面から差し込まれて取り付けられている。第１斜材３４は、ドライベアリング５０とガセットプレート４７に形成された孔に、ストリッパボルト５１を挿通させてワッシャ５２を介してナット５３に螺合させることにより、ストリッパボルト５１の軸を中心に回動可能にガセットプレート４７に取り付けられている。第２斜材３５も、紙面右側の端部が、ストリッパボルト５１が差し込まれる方向を逆にして第１斜材３４と同様に回動可能にガセットプレート４８に取り付けられている。ガセットプレート４７及びガセットプレート４８は、垂直フレーム４５の内方面に接触させて垂直フレーム４５に取り付けられている。
【００３４】
第１斜材３４と第２斜材３５とは、中央側の端部の各々が所定の長さだけ互いに重なるように設定され、第１斜材３４と第２斜材３５の対向する面がスライドガイド５６を介して接続されている。スライドガイド５６は、ブロック５７とレール５８とからなり、両者はその長手方向にスライドするようになっている。第１斜材３４にはレール５８が、第２斜材３５にはブロック５７が、その長手方向を第１斜材３４及び第２斜材３５の長手方向に一致させるように取り付けられている。このような構成とすることで、制震ダンパー６０は、スライドガイド５６に規制されながら伸縮するようになっている。
【００３５】
又、第１斜材３４より前方において、第１斜材３４と第２斜材３５とは第１連結部材３６を介して連結されている。第１斜材３４の中央側上面には上保持部材５４が取り付けられ、第２斜材３５の中央側下面には下保持部材５５が取り付けられている。上保持部材５４及び下保持部材５５は、各々の両端に正面視ほぼＪ字状のひっかかり部が形成されている。下保持部材５５は、第２斜材３５と接触する部分が断面視において鉤状に構成され、第１斜材３４と第２斜材３５とがスライドしたときに、第１斜材３４の下面と下保持部材５５の上面が干渉しないようになっている。第１連結部材３６は、対向するように配置される矩形平板状のプレート４９及びプレート４９とそれらの長手方向の中心線に沿って配置され、それらを接続する矩形平板状の粘弾性体である粘弾性ゴム６２とからなり、断面倒立Ｈ状に構成されている。第１連結部材３６のプレート４９が上保持部材５４及び下保持部材５５に形成された上記ひっかかり部の溝に前後方向（図２の紙面と貫通する方向）から嵌め込まれている。このようにして、第１連結部材３６は制震ダンパー６０に取り付けられ、そして、第１連結部材３６は、制震ダンパー６０から着脱自在となっている。
【００３６】
建物模型２５に取り付けられているダンパーパネル４３は、制震ダンパー６１の第２連結部材３７に弾性体が使用されている点以外は、ダンパーパネル４２と同一の構成となっている。図２で示したように、第２連結部材３７は、第１連結部材３６と同一の形状を有しており、一対のプレート４９・４９と、それらを接続する弾性体である弾性ゴム６３とから構成されている。
【００３７】
ダンパーパネル４２・４３が上記のように構成されているため、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパーを有する建物模型２４・２５において、揺れの大きさや揺れ方を確認することができる。
【００３８】
次に、手動比較部２６について説明する。
【００３９】
図４は図１で示した手動比較部の概略構成を示した正面図であり、図５は図１で示した手動比較部の概略構成を示した平面図であり、図６は図４及び図５で示したＶＩ―ＶＩラインの断面図である。
【００４０】
図４、図５及び図６を参照して、手動比較部２６は、箱体２２の側面に沿って延びるように箱体２２に取り付けられた矩形平板状の背板６５と、背板６５の上部から水平に前方に延びるように接続された厚みのある矩平板状の支持板３９と、支持板３９と背板６５とに直交するように所定の間隔をあけて接続される矩形から一角が大きく面取りされた平板状の２つの補強板６６とを備えている。補強板６６は、支持板３９が鉛直荷重を受けた場合に、支持板３９が手前に傾斜するのを防止するために取り付けられている。更に、手動比較部２６は、把手３８と、把手３８と上記支持板３９とを連結する第３連結部材４０と、把手３８と上記支持板３９とを接続するスライドガイド７１とを備えている。
【００４１】
把手３８は、長手方向を左右方向に合わせて配置された断面矩形形状を有した棒状からなる棒状部７６と、軸方向を前後方向に合わせて棒状部７６の両端に各々接続された円柱状の円柱状部７５とを備えている。棒状部７６の下面と支持板３９の上面がスライドガイド７１を介して接続されている。スライドガイド７１は、ブロック７２とレール７３とからなり、両者はその長手方向にスライドするようになっている。棒状部７６にはレール５８が、支持板３９にはブロック５７が、その長手方向を棒状部７６の長手方向に一致させるように取り付けられている。このような構成とすることで、把手３８は、スライドガイド７１に規制されながら左右方向にスライドするようになっている。
【００４２】
又、把手３８より前方において、把手３８と支持板３９とは第３連結部材４０を介して連結されている。把手３８の棒状部７６の中央手前側側面には上保持部材６７が取り付けられ、支持板３９の中央手前側上面には下保持部材６８が取り付けられている。上保持部材６７及び下保持部材６８は、各々の両端に平面視ほぼコの字状のひっかかり部が形成されている。上保持部材６７と支持板３９との間にはクリアランスが設けられ、把手３８がスライドしたときに、上保持部材６７の下面と支持板３９の上面が干渉しないようになっている。第３連結部材４０は、対向するように配置される矩形平板状のプレート４９及びプレート４９とそれらの長手方向の中心線に沿って配置され、それらを接続する矩形平板状の粘弾性体である粘弾性ゴム６２とからなり、断面倒立Ｈ状に構成されている。第３連結部材４０のプレート４９が上保持部材６７及び下保持部材６８に形成された上記ひっかかり部の溝に上下方向（図５の紙面と貫通する方向）から嵌め込まれている。このようにして、第３連結部材４０は手動比較部２６に取り付けられ、そして、第３連結部材４０は、手動比較部２６から着脱自在となっている。
【００４３】
把手３８の棒状部７６の中央奥側側面には後方に突出した四角柱状の突出部材６９が取り付けられている。一方、支持板３９の上面には、上記突出部材６９を所定の間隔をあけて左右から挟むように四角柱状のストッパー部材７０・７０が立設されている。このように構成されているため、把手３８がスライドガイド７１に規制される範囲を超えてスライドしようとしても、突出部材６９がストッパー部材７０に当接して、把手３８は所定の範囲を超えてスライドしないようになっている。したがって、手動比較部２６から第３連結部材が取り外されているときに、把手３８がスライドして手動比較部２６から脱落してしまうことを防止することができる。
【００４４】
建物模型２５の手前に取り付けられている手動比較部２７は、第４連結部材４１に弾性体が使用されている点以外は、手動比較部２６と同一の構成となっている。図５で示したように、第４連結部材４１は、第３連結部材４０と同一の形状を有しており、一対のプレート４９・４９と、それらを接続する弾性体である弾性ゴム６３とから構成されている。更に、第１連結部材３６と第３連結部材４０とは同一の形状を有し、第２連結部材３７と第４連結部材４１とは同一の形状を有している。したがって、建物模型２４・２５及び手動比較部２６・２７において、第１連結部材３６、第２連結部材３７、第３連結部材４０及び第４連結部材４１はいずれも入れ替えることができるようになっている。
【００４５】
手動比較部２６・２７が上記のように同一に構成されているため、粘弾性ゴム６２及び弾性ゴム６３の固さや変形態様の相違を直接的に体感しながら確認することができる。
【００４６】
次に、建物模型２４が振動してダンパーパネル４２が変形した状態について説明する。
【００４７】
図７は図１で示したダンパーパネルが変形した状態を示した正面図であり、図２に対応した図である。
【００４８】
図７を参照して、建物模型２４が右方向に変形した場合のダンパーパネル４２の変形状態を示している。ダンパーパネル４２のフレーム４４全体は正面視平行四辺形に変形している。垂直フレーム４５・４５が図７の矢印で示した方向に、垂直フレーム４５・４５の下方外方端縁を支点として傾斜している。上側の水平フレーム４６は、図７の矢印で示した方向に、ほぼ水平を維持しながら、垂直フレーム４５・４５の上方外方端縁を支点として移動している。フレーム４４がこのように変形している状態では、下側の制震ダンパー６０は引張する力を受けるため粘弾性ゴム６２を正面視平行四辺形に変形させながら伸び、上側の制震ダンパー６０は圧縮する力を受けるため粘弾性ゴム６２を正面視平行四辺形に変形させながら縮んでいる。このとき、スライドガイド５６のブロック５７とレール５８も制震ダンパー６０の各々の伸縮に合わせてスライドしている。制震ダンパー６０はスライドガイド５６に規制されて伸縮するため、第１斜材３４と第２斜材３５の接続部分で屈曲することなく直線状態が維持される。垂直フレーム４５・４５が傾斜するのに合わせて、ガセットプレート４７及びガセットプレート４８も傾斜する。制震ダンパー６０の各々は、傾斜したガセットプレート４７及びガセットプレート４８に対して、ストリッパボルト５１の各々の軸を中心にして回動している。図７の矢印で示した方向と反対方向に力を受けてダンパーパネル４２が変形した場合は、下側の制震ダンパー６０が圧縮する力を受けるため縮み、上側の制震ダンパー６０が引張する力を受けるため伸びることとなる。弾性ゴム６３が使用される制震ダンパー６１が組み込まれたダンパーパネル４３も、同一の振動エネルギーを与えた場合は変形量や変形速度は相違するが、同一形状に構成されているためダンパーパネル４２と同様に変形する。
【００４９】
次に、手動により把手３８を移動させて手動比較部２６を変形させた状態について説明する。
【００５０】
図８は図１で示した手動比較部が変形した状態を示した平面図であり、図５に対応した図である。
【００５１】
図８を参照して、図８で示した矢印の方向に所定の力で把手３８を移動させている。第３連結部材の粘弾性ゴム６２は平面視平行四辺形に変形している。支持板３９に固定されたブロック７２がレール７３をスライドすることにより、把手３８は、スライドガイド７１に移動する方向を規制されながら移動している。把手３８は図８で示した矢印の方向と反対の方向にも同様に移動させることができる。変形量や変形速度は相違するが弾性ゴム６３が使用されている手動比較部２７も手動比較部２６と同様に変形させることができる。住宅購入予定者等は、手動比較部２６及び手動比較部２７の各々の把手３８を同程度の力で移動させて、あるいは、同程度に移動させて、粘弾性ゴム６２と弾性ゴム６３との固さや変形態様の相違を直接的に体感しながら確認することができる。尚、手動比較部２６及び手動比較部２７の各々の把手３８を同程度に移動させると、弾性ゴム６３を使用した手動比較部２７と比較して、粘弾性ゴム６２を使用した手動比較部２６は、粘弾性ゴム６２の粘りの作用でゆっくりと変形前の状態に戻る。弾性ゴム６３を使用した手動比較部２７は、弾性ゴム６３のバネの作用で瞬間的に変形前の状態に戻る。
【００５２】
次に、建物模型２４及び建物模型２５の振動態様について説明する。
【００５３】
図９は図１で示した建物模型が振動している状態を模式的に示した正面図である。
【００５４】
図９を参照して、振動板２３を図９で示した矢印の方向に振動させると、建物模型２４及び建物模型２５には同一の振動エネルギーが与えられる。建物模型２４及び建物模型２５は図９の２点鎖線で示したように、左右に揺れながら振動する。ところが、粘弾性ゴム６２が使用されている建物模型２４は、弾性ゴム６３を使用している建物模型２５と比較して、粘弾性ゴム６２の粘りの作用で揺れ幅が小さくなっている。建物模型２４と建物模型２５とは同一形状に構成されているため、振動エネルギーが粘弾性ゴム６２に吸収されていることがわかる。
【００５５】
以上から制震ダンパー効果比較検証装置２０では、実際の建物の制震構造の構成に近い制震ダンパー６０・６１を有する建物模型２４・２５において、建物模型２４・２５の揺れ方を視覚的に確認することができる。そして、粘弾性ゴム６２を使用したブレース型の制震ダンパーを有する制震構造の住宅等の建物が、地震から発生する振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑えることを容易に把握することができる。又、建物模型２４・２５が実物に近い制震構造を有しているため、粘弾性体を使用したブレース型の制震ダンパー６０を有する制震構造の仕組みや粘弾性ゴム６２が振動エネルギーを吸収していることを容易に把握することができる。
更に、第１連結部材３６と第２連結部材３７とを建物模型２４・２５の間で入れ替えると、振動板２３を振動させたときの２つの建物模型２４・２５の揺れ方も入れ替わるため、粘弾性ゴム６２及び弾性ゴム６３以外の部分により建物模型の揺れが相違していないことを確認することができる。
【００５６】
更に、第３連結部材４０と第４連結部材４１とを手動比較部２６・２７の間で入れ替えると、手動比較部２６・２７の各々の把手３８を同程度に移動させたときの２つの手動比較部２６・２７の変形前の状態に戻る速さも入れ替わるため、粘弾性ゴム６２及び弾性ゴム６３以外の部分により手動比較部２６・２７の変形前の状態に戻る速さが相違していないことを確認することができる。
【００５７】
更に、第１連結部材３６と第３連結部材４０とを入れ替えることができ、第２連結部材３７と第４連結部材４１とを入れ替えることができるため、手動比較部２６・２７で体感した粘弾性ゴム６２や弾性ゴム６３を用いて建物模型２４・２５の揺れを確認することができる。そのため、粘弾性ゴム６２が振動エネルギーを吸収していることを確実に確認することができる。
【００５８】
尚、上記の実施の形態では、２つの建物模型や２つの手動比較部は各々同一形状に構成されているが、粘弾性ゴムと弾性体ゴムとで建物模型の揺れ方や手動比較部の変形態様が相違することを確認することができれば、形状に多少の相違があってもよくほぼ同一形状であればよい。
【００５９】
又、上記の実施の形態では、１つの建物模型に２つの制震ダンパーが使用されているが、必ずしもこのように構成されている必要はなく、１つの建物模型に１つ又は３つ以上の制震ダンパーが使用されてもよい。
【００６０】
更に、上記の実施の形態では、上下に配置された制震ダンパーが同一形状に構成されているが、制震ダンパーの部品構成が同一であれば、上下に配置された制震ダンパーの例えば長さ等の形状が異なってもよい。
【００６１】
更に、上記の実施の形態では、建物模型は上記形状に構成されているが、粘弾性ゴムと弾性ゴムとについて揺れ方の相違を確認することができれば、他の形状であってもよい。
【００６２】
更に、上記の実施の形態では、手動比較部は上記形状に構成されているが、把手と支持板と把手と支持板とを連結する連結部材とを備えて、粘弾性ゴムと弾性ゴムとについて固さや変形態様の相違を確認することができれば、他の形状であってもよい。
【００６３】
更に、上記の実施の形態では、第１連結部材、第２連結部材、第３連結部材及び第４連結部材が着脱自在に構成されているが、着脱自在でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の第１の実施の形態による制震ダンパー効果比較検証装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１で示したダンパーパネルの概略構成を示した正面図である。
【図３】その（１）が図２で示したＩ―Ｉラインの断面図であり、その（２）が図２で示したＩＩ―ＩＩラインの断面図である。
【図４】図１で示した手動比較部の概略構成を示した正面図である。
【図５】図１で示した手動比較部の概略構成を示した平面図である。
【図６】図４及び図５で示したＶＩ―ＶＩラインの断面図である。
【図７】図１で示したダンパーパネルが変形した状態を示した正面図である。
【図８】図１で示した手動比較部が変形した状態を示した平面図である。
【図９】図１で示した建物模型が振動している状態を模式的に示した正面図である。
【符号の説明】
【００６５】
２０ 制震ダンパー効果比較検証装置
２２ 箱体
２３ 振動板
２４，２５ 建物模型
２６，２７ 手動比較部
３４ 第１斜材
３５ 第２斜材
３６ 第１連結部材
３７ 第２連結部材
３８ 把手
３９ 支持板
４０ 第３連結部材
４１ 第４連結部材
４４ フレーム
６０，６１ 制震ダンパー
６２ 粘弾性ゴム
６３ 弾性ゴム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制震構造の建物が振動エネルギーを吸収する仕組みを説明する制震ダンパー効果比較検証装置であって、
少なくとも所定の水平方向に振動する振動板と、
前記振動板の上に設置された前記所定の水平方向に変形可能なほぼ同一形状からなる２つの建物模型とを備え、
前記建物模型の各々は、第１斜材と、第２斜材と、その第１斜材とその第２斜材とを連結する連結部材とを有すると共に前記所定の水平方向の振動に対して機能するように配置されたブレース型の制震ダンパーを含み、
一方の前記建物模型の第１連結部材には粘弾性体が使用され、他方の前記建物模型の第２連結部材には弾性体が使用される、制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項２】
前記振動板の下に設置される箱体と、
前記箱体に取り付けられ、手動により変形させて粘弾性体及び弾性体の変形態様を比較するほぼ同一形状からなる２つの手動比較部とを更に備え、
前記手動比較部の各々は、把手と、支持板と、その把手とその支持板とを連結する連結部材とを含み、
一方の前記手動比較部の第３連結部材には粘弾性体が使用され、他方の前記手動比較部の第４連結部材には弾性体が使用される、請求項１記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項３】
前記第１連結部材及び前記第２連結部材は着脱自在に構成され、前記建物模型の各々の間で入れ替えることができる、請求項１又は請求項２記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項４】
前記第３連結部材及び前記第４連結部材は着脱自在に構成され、前記手動比較部の各々の間で入れ替えることができる、請求項２又は請求項３記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項５】
前記第１連結部材と前記第３連結部材とを入れ替えることができ、前記第２連結部材と前記第４連結部材とを入れ替えることができる、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項６】
前記建物模型の各々は、正面視矩形形状のフレームと２つの前記制震ダンパーとを含み、
前記制震ダンパーの各々は、正面視において、前記フレームを上下に２等分する線を基準に線対称に、上下に分割された矩形形状の対角線に沿って配置された、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項１】
制震構造の建物が振動エネルギーを吸収する仕組みを説明する制震ダンパー効果比較検証装置であって、
少なくとも所定の水平方向に振動する振動板と、
前記振動板の上に設置された前記所定の水平方向に変形可能なほぼ同一形状からなる２つの建物模型とを備え、
前記建物模型の各々は、第１斜材と、第２斜材と、その第１斜材とその第２斜材とを連結する連結部材とを有すると共に前記所定の水平方向の振動に対して機能するように配置されたブレース型の制震ダンパーを含み、
一方の前記建物模型の第１連結部材には粘弾性体が使用され、他方の前記建物模型の第２連結部材には弾性体が使用される、制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項２】
前記振動板の下に設置される箱体と、
前記箱体に取り付けられ、手動により変形させて粘弾性体及び弾性体の変形態様を比較するほぼ同一形状からなる２つの手動比較部とを更に備え、
前記手動比較部の各々は、把手と、支持板と、その把手とその支持板とを連結する連結部材とを含み、
一方の前記手動比較部の第３連結部材には粘弾性体が使用され、他方の前記手動比較部の第４連結部材には弾性体が使用される、請求項１記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項３】
前記第１連結部材及び前記第２連結部材は着脱自在に構成され、前記建物模型の各々の間で入れ替えることができる、請求項１又は請求項２記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項４】
前記第３連結部材及び前記第４連結部材は着脱自在に構成され、前記手動比較部の各々の間で入れ替えることができる、請求項２又は請求項３記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項５】
前記第１連結部材と前記第３連結部材とを入れ替えることができ、前記第２連結部材と前記第４連結部材とを入れ替えることができる、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【請求項６】
前記建物模型の各々は、正面視矩形形状のフレームと２つの前記制震ダンパーとを含み、
前記制震ダンパーの各々は、正面視において、前記フレームを上下に２等分する線を基準に線対称に、上下に分割された矩形形状の対角線に沿って配置された、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制震ダンパー効果比較検証装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１５１１９９（Ｐ２００９−１５１１９９Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０５２６（Ｐ２００７−３３０５２６）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００１９８７８７）積水ハウス株式会社 (748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００１９８７８７）積水ハウス株式会社 (748)
【Ｆターム（参考）】
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