制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、及び制震装置を備える建物
【課題】弾性体と、この弾性体と直列結合された振動低減手段とを備え、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減し、且つ、振動低減手段が作動するまでの弾性体の振幅範囲を調整可能な制震装置、付帯設備支持構造、及び制震装置を有する建物を提供することを目的とする。
【解決手段】連結手段としての長ボルト７０には、ネジ部７０Ａが設けられている。このネジ部７０Ａにはナット７５が取り付けられ、このナット７５の締め付け量によって、筒体５０の周壁５０Ｂが第１連結部材３６に当接するまでの距離、即ち、第１弾性体５２の突出長ｃ１が調整される共に、筒体５８の周壁５８Ｂが第２連結部材３８に当接するまでの距離、即ち、第２弾性体６０の突出長ｃ１が調整される。
【解決手段】連結手段としての長ボルト７０には、ネジ部７０Ａが設けられている。このネジ部７０Ａにはナット７５が取り付けられ、このナット７５の締め付け量によって、筒体５０の周壁５０Ｂが第１連結部材３６に当接するまでの距離、即ち、第１弾性体５２の突出長ｃ１が調整される共に、筒体５８の周壁５８Ｂが第２連結部材３８に当接するまでの距離、即ち、第２弾性体６０の突出長ｃ１が調整される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
建物の振動を低減する制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、及び制震装置を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高層建物等の施工では、建材の揚重にタワークレーンが使用されている。例えば、図２１に示すように、建物２０２に併設されたタワークレーン２００は、建物２０２とクレーン本体２０４を支持するマスト２０６とを支持部材２０８で連結することで支持さている。
【０００３】
ここで、地震等によって建物２０２が揺れると、建物２０２に生じる加速度によってマスト２０６に慣性力Ｆが作用し、また、地震等によってタワークレーン２００自体に生じる加速度によって建物２０２に慣性力Ｐが作用する。この場合、支持部材２０８による支持間隔が大きいと、慣性力Ｆ及び慣性力Ｐによってマスト２０６の変形が過大となり、マスト２０６が破損、損傷する恐れがある。
【０００４】
この問題を解決する手段として、支持部材２０８にオイルダンパー、摩擦ダンパー等を設置し、建物２０２の振動、即ちマスト２０６に作用する慣性力Ｆ及び慣性力Ｐを吸収することが考えられる。この際、オイルダンパー等によって建物２０２とマスト２０６とを一体的に結合し、地震の発生と同時にオイルダンパー等を作動させるように構成すると、ブームの旋回時やクレーン本体２０４の昇降時に発生する機械振動（小振幅振動）が支持部材２０８を介して建物２０２に伝達され、建物２０２における作業者に不快感を与える恐れがある。
【０００５】
一方、特許文献１には、架構の構面に設置される複合型ダンパーが開示されている。この複合型ダンパーは、粘弾性体からなる小振幅用ダンパーと鋼材系の大振幅用ダンパーとをストッパ手段を介して直列結合して構成され、風等による小振幅振動に対しては、小振幅用ダンパー（粘弾性体）の減衰性能によって振動を低減し、大地震等の大振幅振動に対しては、ストッパ手段により小振幅用ダンパーから大振幅振動ダンパーに切り換えが行われ、大振幅用ダンパーの履歴減衰によって振動が低減される。従って、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減することができる。このような複合型ダンパーでは、大振幅振動ダンパーが作動するまでのギャップを小さくして、大地震等の発生時に早期に大振幅用ダンパーを作動させることが好ましい。しかしながら、特許文献１のストッパ手段は、使用する部位・場所によっては、構造が複雑であるため大振幅振動ダンパーが作動するまでのギャップの調整に手間がかかり、またストッパ手段の加工、組立等にコストが必要となる可能性がある。
【０００６】
特許文献２には、建設機械等の下に配置され、機械振動（小振幅振動）を低減する防振ゴムが開示されている。この防振ゴムは、その変形量が所定値に達するとストッパ手段によって変形が制限されるため、防振ゴムに過大な圧縮力又は引張力が作用しても、防振ゴムが破損、損傷しない。
【０００７】
しかしながら、この防振ゴムは、機械振動等の小振幅振動のみを低減するものであって、大振幅振動を低減することができない。また、防振ゴムの上には、建設機械等が載置されるため、ストッパ手段が作動するまでのギャップを調整するには、建設機械等の荷重による防振ゴムの縮み量を考慮しなければならず、調整が複雑化する。
【特許文献１】特開平１０−２８０７２７号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の事実を考慮し、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減し、且つ、振動低減手段が作動するまでの弾性体の振幅範囲を調整可能とする制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、及び制震装置を有する建物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】
【０００９】
請求項１に記載の制震装置は、第１連結部材と第２連結部材とを相対変位可能に連結する連結手段と、前記第１連結部材と前記第２連結部材とに挟み込まれた第１弾性体と、前記第１連結部材と前記第２連結部材との間に設けられ、前記第１連結部材及び前記第２連結部材の少なくとも一方に当接して前記第１連結部材と前記第２連結部材との相対変位を制限する第１ストッパ手段と、前記連結手段に設けられ、前記第１連結部材と第２連結部材との距離を調整する調整機構と、前記第２連結部材に結合され、前記第１ストッパ手段が前記相対変位を制限した後に作動する振動低減手段と、を備えている。
【００１０】
上記の構成によれば、振動により第１連結部材と第２連結部材とが接近する方向に相対変位すると、第１連結部材と第２連結部材とで挟み込まれた第１弾性体が圧縮され、振動が低減される。また、第１弾性体が所定値以上変形して、第１連結部材と第２連結部材とが近づくと、第１連結部材と第２連結部材との間に設けられた第１ストッパ手段が、第１連結部材及び第２連結部材の少なくとも一方に当接して当該相対変位を制限し、第２連結部材に結合された振動低減手段が作動して振動が低減される。
【００１１】
このように、請求項１に記載の制震装置は、風や機械振動等の小振幅振動を第１弾性体で低減することができ、第１ストッパ手段が機能する地震等の大振幅振動を振動低減手段で低減することができる。
【００１２】
また、連結手段には、第１連結部材と第２連結部材との距離を調整する調整機構が設けられている。この調整機構により、第1ストッパ手段が第１連結部材及び第２連結部材の少なくとも一方に当接するまでの距離、即ち、振動低減手段が作動するまでの第１弾性体の振幅範囲を調整することができる。従って、第１ストッパ手段等の加工誤差や組立誤差を吸収することが可能となり、第１ストッパ手段等の製作性が向上する。更に、制震装置の施工性が向上し、工期の短縮化を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の制震装置は、請求項１に記載の制震装置において、前記第２連結部材と、前記第２連結部材の前記第１連結部材と反対側に設けられ前記第２連結部材に対して相対変位可能とされた第３連結部材と、に挟み込まれた第２弾性体と、前記第２連結部材と前記第３連結部材との間に設けられ、前記第２連結部材及び前記第３連結部材の少なくとも一方に当接して前記第２連結部材と前記第３連結部材との相対変位を制限する第２ストッパ手段と、を備え、前記連結手段が、前記第２連結部材を貫通して前記第１連結部材と前記第３連結部材とを連結し、前記調整機構が、更に前記第２連結部材と前記第３連結部材との距離を調整する。
【００１４】
上記の構成によれば、振動により第１連結部材と第２連結部材とが離間する方向に相対変位すると、連結手段によって第１連結部材に連結された第３連結部材が第２連結部材に対して接近する方向に相対変位して第２弾性体が圧縮され、振動が低減される。また、第２弾性体が所定値以上変形して、第２連結部材と第３連結部材とが近づくと、第２連結部材と第３連結部材との間に設けられた第２ストッパ手段が、第２連結部材及び第３連結部材の少なくとも一方に当接して当該相対変位を制限し、第２連結部材に結合された振動低減手段が作動して振動が低減される。
【００１５】
このように、請求項２に記載に制震装置は、第１連結部材と第２連結部材とを接近させる方向に相対変位を生じさせる風や機械振動等の小振幅振動を、第１弾性体によって低減することができ、且つ、第１連結部材と第２連結部材とを離間させる方向に相対変位を生じさせる風や機械振動等の小振幅振動を、第２弾性体によって低減することができる。従って、風や機械振動等の小振幅振動の低減効果が向上する。
【００１６】
更に、連結手段に設けられた調整機構によって、第２連結部材と第３連結部材との間の距離が調整可能とされている。従って、振動低減手段が作動するまでの第１弾性体の振幅範囲及び第２弾性体の振幅範囲を同時に調整することができるため施工性が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の制震装置は、請求項２に記載の制震装置において、前記調整機構が、前記連結手段に設けられたネジ部に取り付けられたナットの締め付け量によって前記第１連結部材と前記第２連結部材との間の距離、及び前記第２連結部材と前記第３連結部材との間の距離を変える。
【００１８】
上記の構成によれば、連結手段のネジ部に取り付けられたナットの締め付け量によって、第１連結部材と第２連結部材との間の距離及び第２連結部材と第３連結部材との間の距離を同時に変更することができる。即ち、第１連結部材と第２連結部材との間の距離を変えることで、第１弾性体の振幅範囲及び第２弾性体の振幅範囲が変更される。
【００１９】
このように簡易な構成で、第１弾性体の振幅範囲及び第２弾性体の振幅範囲を同時に調整することができるため制震装置の施工性が向上し、また制震装置の製造コストを削減できる。
【００２０】
請求項４に記載の制震装置は、請求項２又は請求項３に記載の制震装置において、前記第１ストッパ手段が、前記第１弾性体が収納され該第１弾性体の端部を突出させる筒体であり、前記第２ストッパ手段が、前記第２弾性体が収納され該第２弾性体の端部を突出させる筒体である。
【００２１】
上記の構成によれば、第１弾性体を第１ストッパ手段に収納し、第２弾性体を第２ストッパ手段に収納することで、第１弾性体及び第２弾性体の劣化が防止され、耐久性が向上する。
【００２２】
請求項５に記載の制震ブレースは、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を、架構に設けられたブレースに設置して構成されている。
【００２３】
上記の構成によれば、架構に設けられたブレースに制震装置を設置することで、風等による小振幅振動から地震等の大振幅振動までの広帯域に渡る振動を効率良く低減することができる。
【００２４】
また、一般的に、建物に作用する風や地震等の水平力は建物の層ごとに異なるため、制震ブレースに求められる制震性能も層ごとに異なる。これに対して請求項５に記載の制震ブレースは、調整機構により、振動低減手段を作動させるまでの第１弾性体等の振幅範囲を層ごとに調整できるため、各層に求められる制震性能を発揮させることができる。
【００２５】
請求項６に記載の付帯設備支持構造は、建物と、該建物に併設された振動発生源を備える付帯設備と、の間に前記建物の高さ方向に間隔を置いて配置され前記建物と前記付帯設備と連結する複数の支持部材を備え、前記支持部材の少なくとも一つに請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を設置している。
【００２６】
上記の構成によれば、建物と付帯設備とを連結する支持部材に、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を設置することで、振動源から発生される振動（例えば、機械振動など小振幅振動）を第１弾性体で低減することができ、また、地震等の大振幅振動を振動低減手段で低減することができる。更に、調整機構を備えることで、振動低減手段が作動するまでの第１弾性体等の振幅範囲を調整できるため、施工性が向上する。
【００２７】
また、付帯設備は、建物の高さ方向に間隔を置いて配置された支持部材によって建物に連結されている。この場合、地震の大振幅振動により建物が揺れると、建物に生じる加速度によって付帯設備に慣性力が作用する。特に、隣接する支持部材間の距離が大きいと、支持部材を支点として付帯設備が弓なりに変形し、付帯設備の変形が大きくなる。この支点となる支持部材に制震装置を配置することで、振動の低減効率が向上し、付帯設備の破損、損傷等を防止することができる。
【００２８】
請求項７に記載の建物は、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を有している。
【００２９】
上記の構成によれば、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を有することにより、居住性、耐久性が向上した建物を構築することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、上記の構成としたので、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減し、且つ、振動低減手段が作動するまでの弾性体の振幅範囲を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、建物について説明する。
【００３２】
先ず、第１の実施形態に係る制震装置、及びこの制震装置を備える付帯設備支持構造の全体構成について説明する。
【００３３】
図１（Ａ）又は図１（Ｂ）に示すように、第１の実施形態に係る制震装置１０は、支持部材１６に設置されて実施される。図１（Ａ）に示す支持部材１６は、建設中の建物１２と、建物１２に併設されたタワークレーン１４との間に、建物１２の高さ方向に沿って所定の間隔を置いて複数架け渡されている。また、図１（Ｂ）に示すように、制震装置１０は、建設中の建物１２と、建物１２の内部に設置されるタワークレーン１４と、の間に架け渡された支持部材１６にも設置可能である。なお、制震装置１０は、複数の支持部材１６のうち、少なくとも一つに設置されていれば良い。
【００３４】
これらのタワークレーン１４は、建材を吊り上げるブーム１８と、ブーム１８を支持すると共に回転駆動するクレーン本体２０と、クレーン本体２０を支持するマスト２２と、マスト２２を地面（基礎）に固定する基台２４と、を備えており、建物１２とマスト２２との間に架け渡された複数の支持部材１６によって、倒れないように建物１２に連結支持されている。
【００３５】
支持部材１６は、図２に示すように、横向きに配置された鋼製の繋ぎ材２８と、この繋ぎ材２８の建物１２側端部に結合された制震装置１０とから構成されている。繋ぎ材２８は、この繋ぎ材２８のマスト２２側端部に溶接されたリング状の固定金物３０にマスト２２を貫通させ、ボルト（不図示）で締め付けることでマスト２２に固定されている。また、繋ぎ材２８の建物１２側の端部は、高力ボルト３２によって後述するオイルダンパー３４と接合されている。
【００３６】
図２〜図４に示すように、制震装置１０は、鋼製の板部材からなる第１連結部材３６及び第２連結部材３８を備えている。第１連結部材３６には、十字状のリブ４０が溶接されており、このリブ４０を介して第１連結部材３６と固定板４２とが一体化されている。この固定板４２を高力ボルト４４によって建物１２の壁面１２Ａに固定することで、第１連結部材３６が建物１２に固定されている。
【００３７】
また、第２連結部材３８には、十字状のリブ７２が溶接され、このリブ７２を介して第２連結部材３８と取付フランジ７４とが一体化されている。この取付フランジ７４には、取付フランジ７６が対向して配置されている。各取付フランジ７４、７６にはボルト孔７８、８０が形成され、これらのボルト孔７８、８０に貫通されたボルト８２とナット８３によって、取付フランジ７４、７６が接合されている。この取付フランジ７６は、取付台８４が溶接固定されており、高力ボルト７９をよって、取付台８４とオイルダンパー３４とが応力を伝達可能に結合されている。これにより、後述する第１弾性体５２、第２弾性体６０と、オイルダンパー３４とが力学的に直列結合されている。
【００３８】
図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが対向して配置されている。第１連結部材３６に表面には円筒形の台座４６が突設され、この台座４６の内部には貫通孔４８が形成されている。第２連結部材３８には、貫通孔６８が形成されている。これらの貫通孔６８及び貫通孔４８には長ボルト７０が貫通され、長ボルト７０に設けられたネジ部７０Ａにナット７５（連結手段）を取り付けて締め付けることで、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変位可能に連結されている。なお、長ボルト７０とナット７５とは、ワッシャ６９、７１を介して長ボルト７０に取り付けられている。
【００３９】
また、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間には、筒体５０に収納された円柱形の第１弾性体５２が４つ配置されている。筒体５０は、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に示すように、円盤状の底壁５０Ａと、この底壁５０Ａの外周に沿って立設されると共に第１弾性体５２の周面を覆う周壁５０Ｂ（第１ストッパ手段）と、を一体成形し、筒状に構成されている。
【００４０】
周壁５０Ｂの高さａ（図６（Ａ）参照）は、変形前の第１弾性体５２の高さｂ０よも低くされ、第１弾性体５２を筒体５０に収納した状態で、周壁５０Ｂの縁から第１弾性体５２の端部が突出（突出長ｃ０＝ｂ０−ａ）するように構成されている。これにより、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが接近する方向に相対変位したときに、第１弾性体５２が突出長ｃ０の範囲内（振幅範囲）で圧縮変形可能とされている。また、第１弾性体５２の圧縮変形量が突出長ｃ０に達すると、周壁５０Ｂの縁が第２連結部材３８に当接して第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位が制限される。
【００４１】
第１弾性体５２は天然ゴムで構成されている。この第１弾性体５２及び底壁５０Ａには、それぞれ貫通孔５４、５６が形成されており、これらの貫通孔５４、５６には長ボルト７０が貫通されている。
【００４２】
第２連結部材３８を間に挟んで第１連結部材３６の反対側には、４つの第２弾性体６０が第１弾性体５２に対応して配置されている。各第２弾性体６０は筒体５８に収納されている。この筒体５８は、筒体５０と基本的構成が同じであり、底壁５８Ａ（第３連結部材）と、この底壁５８Ａの外周に沿って立設されると共に第２弾性体６０の周面を覆う周壁５８Ｂ（第２ストッパ手段）と、を一体成形し、筒状に構成されている。また、筒体５８の表面には、円筒形の台座６２が形成されており、この台座６２の内部には貫通孔６４が形成されている。この貫通孔６４及び第２連結部材３８の貫通孔６８に貫通される長ボルト７０によって、第２連結部材３８と第３連結部材としての底壁５８Ａとが相対変位可能に連結されている。
【００４３】
筒体５８の周壁５８Ｂの高さａ（図６（Ａ）参照）は、変形前の第２弾性体６０の高さｂ０よも低くされており、これにより第２弾性体６０を筒体５８に収納した状態で、周壁５８Ｂの縁から第２弾性体６０の端部が突出（突出長ｃ０＝ｂ０−ａ）するように構成されている。これにより、第２連結部材３８と底壁５８Ａとが接近する方向に相対変位したときに、第２弾性体６０が突出長ｃ０の範囲内（振幅範囲）で圧縮変形可能とされている。また、第２弾性体６０の圧縮変形量が突出長ｃ０に達すると、周壁５８Ｂの縁が第２連結部材３８に当接して第２連結部材３８と底壁５８Ａとの相対変位が制限される。
【００４４】
第１弾性体５２と同様に、第２弾性体６０は天然ゴムで構成されている。この第２弾性体６０には、長ボルト７０を貫通するための貫通孔６６が形成されている。
【００４５】
次に、連結手段に設けられた調整機構について説明する。
【００４６】
図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、連結手段は、長ボルト７０及びナット７５を備えている。長ボルト７０には、雄ネジが切られたネジ部７０Ａを備えており、ナット７５に捻じ込み可能とされている。このナット７５の締め付け量によって、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間の距離Ｌ０が調整されると同時に、第２連結部材３８と筒体５８の底壁５８Ａとの間の距離ｂ０（第２弾性体６０の高さ）が調整される。
【００４７】
具体的には、先ず、各貫通孔４８、５４、５６、６８、６６、６４に長ボルト７０を貫通させ、台座４６側からネジ部７０Ａにナット７５を取り付ける。次に、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ０が所望の長さ（突出長ｃ１）になるまでナット７５を締め付ける。これにより、第１弾性体５２及び第２弾性体６０が圧縮され、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１、即ち、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の振幅範囲が調整される。
【００４８】
なお、突出長ｃ１は制震装置１０に求められる性能に応じて適宜設定すれば良いが、突出長ｃ１を小さくすることで、オイルダンパー３４が作動するまでのギャップを小さくすることができる。大地震等に対して早期にオイルダンパー３４を作動させるためには、突出長ｃ１（ギャップ）を可能な限り小さくすることが好ましく、本実施形態では施工性等を考慮して突出長ｃ１を１ｍｍに設定している。
【００４９】
次に、第１の実施形態に係る制震装置、及びこの制震装置を備える付帯設備支持構造の作用について説明する。
【００５０】
図８に示すように、先ず、タワークレーン１４のブーム１８の旋回やクレーン本体２０の昇降動作によって機械振動が発生すると、マスト２２から支持部材１６へ微振動が伝達される。同様に、風や小規模の地震等により建物１２に微振動（小振幅振動）が発生すると、建物１２から支持部材１６へ微振動が伝達される。これにより、図９（Ｂ）又は図９（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変位する。なお、図９（Ｂ）又は図９（Ｃ）では、第１連結部材３６を固定し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が相対変位した状態を示している。
【００５１】
図９（Ｂ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向に相対変位すると、第１連結部材３６と第２連結部材３８とで挟み込まれた第１弾性体５２が圧縮（圧縮変形）される。また、図９（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が離間する方向に相対変位すると、底壁５８Ａに対して第２連結部材３８が接近して第２弾性体６０が圧縮（圧縮変形）される。
【００５２】
これにより、第１弾性体５２若しくは第２弾性体６０において振動が低減され、又は振動数が変化されて第１連結部材３６と第２連結部材３８との共振が防止される。従って、ブーム１８の旋回やクレーン本体２０の昇降動作による機械振動等が建物１２に伝達されず、建物１２の作業者等へ与える不快感を抑えることができる。同様に、建物１２からタワークレーン１４へ伝達される微振動が低減されるため、タワークレーン１４の操作者等に与える不快感等を抑えることができる。
【００５３】
一方、大地震等により建物１２が振動（大振幅振動）すると、支持部材１６に慣性力Ｆが作用し、タワークレーン１４に振動が伝達される。また、地震等によってタワークレーン１４自体に生じる加速度によって建物１２に慣性力Ｐが作用する。この場合、図１０（Ｂ）又は図１０（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変位する。なお、図１０（Ｂ）又は図１０（Ｃ）では第１連結部材３６を固定し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が相対変位した状態を示している。また、図中の矢印は、応力（振動）の伝達イメージを示している。
【００５４】
図１０（Ｂ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向に相対し、第１弾性体５２が所定値（突出長ｃ１）以上圧縮変形すると、筒体５０の周壁５０Ｂが第２連結部材３８の側面に当接して第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位が制限される。これにより第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。
【００５５】
また、図１０（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が離間する方向に相対変位し、第２弾性体６０が所定値（突出長ｃ１）以上圧縮変形すると、筒体５８の周壁５８Ｂが第２連結部材３８の側面に当接して第２連結部材３８と底壁５８Ａとの相対変位が制限される。これにより長ボルト７０を介して第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。
【００５６】
このように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向及び離間する方向の何れの方向に相対変位が生じても、オイルダンパー３４を作動させることができ、地震等による振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で低減することができる。また、筒体５０及び筒体５８によって、第１弾性体５２又は第２弾性体６０の変形量が所定値以内に制限されるため、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の破損、損傷が防止される。
【００５７】
更に、地震等によって建物１２が揺れると、建物１２に生じる加速度により、支持部材１６を作用点とした慣性力Ｆがマスト２２に作用し、また、地震等によりタワークレーン１４自体に生じる加速度によって建物１２に慣性力Ｐが作用する。特に、支持部材１６による支持間隔Ｈ（図８参照）が大きい場合、マスト２２が弓なりに湾曲変形（図８における点線）して、支持部材１６の長手方向に作用する応力が大きくなり、第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位量が大きくなる。従って、地震等による振動（大振幅振動）を効率良く低減することができ、また、慣性力Ｆを小さくしてマスト２２の破損、損傷を防止することができる。更に、タワークレーン１４から建物１２に伝達される振動（慣性力Ｐ）によっても、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間に相対変位が生じて、振動が低減される。
【００５８】
更にまた、長ボルト７０のネジ部７０Ａに取り付けられたナット７５の締め付け量を変えるだけで、第１弾性体５２の突出長ｃ１及び第２弾性体６０の突出長ｃ１を同時に調整できる。従って、施工性が向上し、また、このような調整機構を備えることで、第１連結部材３６、第２連結部材３８、筒体５０、５８等の加工誤差や組立誤差を吸収することが可能となり、制震装置１０の製作性が向上する。
【００５９】
なお、第１弾性体５２又は第２弾性体６０の引張変形による振動低減効果を期待する場合には、以下のように構成しても良い。具体的には、図７（Ａ）又は図７（Ｂ）に示すように、第３連結部材としての底壁５８Ａに台座６２を設けると共に、第１連結部材３６に台座４６を設ける。
【００６０】
図７（Ａ）に示すように、台座６２の周壁には、一対のネジ孔６１が形成され、このネジ孔６１に捻じ込まれたイモネジ６３によって、貫通孔６４に貫通された長ボルト７０のネジ部７０Ａが押圧され、長ボルト７０が筒体５８の底壁５８Ａに固定可能とされている。また、図７（Ｂ）に示すように、台座４６の周壁には、一対のネジ孔４５が形成されており、このネジ孔４５に捻じ込まれたイモネジ４７によって、長ボルト７０のネジ部７０Ａが押圧され、長ボルト７０が第１連結部材３６に固定可能とされている。
【００６１】
これらのイモネジ４７、６３によって、長ボルト７０を第１連結部材３６及び筒体５８の底壁５８Ａ及びに固定することで、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが接近する方向に相対変位したときに、第２連結部材３８に対して底壁５８Ａが離間する方向に相対変位する。この場合、第２弾性体６０を、筒体５８の底壁５８Ａ及び第２連結部材３８の表面に接着剤等で固定しておくことで、第２弾性体６０に引張力が作用する。従って、第１弾性体５２だけでなく、第２弾性体６０においても振動が低減され、振動低減効果を向上させることができる。
【００６２】
また、筒体５０の底壁５０Ａを第１連結部材３６に溶接等によって固定すると共に、第１弾性体５２を、筒体５０の底壁５０Ａ及び第２連結部材３８の表面に接着剤等によって固定することで、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが離間する方向に相対変位したときに、第１弾性体５２に引張力が作用する。従って、第２弾性体６０だけでなく、第１弾性体５２においても振動が低減され、振動低減効果を向上させることができる。
【００６３】
次に、第２の実施形態に係る制震装置９０の構成について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に適宜省略して説明する。
【００６４】
制震装置９０は、図１１に示すように、第１の実施形態に替えて筒体５８（第２ストッパ手段、第３連結部材）及び第２弾性体６０を省略している。また、第１の実施形態では、第１連結部材３６の表面に台座４６を突設したが、制震装置９０ではこれを備えていない。
【００６５】
図１２は、上記のように構成された制震装置９０において、地震等によって第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変形した状態を示している。なお、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）では、第１連結部材３６を固定し、第１連結部材３６に対する第２連結部材３８が相対変位した状態を示している。
【００６６】
図１２（Ｂ）に示すように、風や小規模の地震又はタワークレーン１４の機械振動等により建物１２（図８参照）に微振動（小振幅振動）が発生し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向に相対変位すると、第１連結部材３６と第２連結部材３８とで挟み込まれた第１弾性体５２が圧縮（圧縮変形）される。これにより第１弾性体５２において振動が低減され、又は振動数が変化して第１連結部材３６と第２連結部材３８との共振が防止される。
【００６７】
また、図１２（Ｃ）に示すように、大地震等により建物１２に振動（大振幅振動）が発生し、第１弾性体５２が所定値（突出長ｃ１）以上圧縮変形すると、筒体５０の周壁５０Ｂが第２連結部材３８の側面に当接して第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位が制限される。これにより第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。従って、地震等による振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で低減することができる。
【００６８】
なお、図示を省略するが、大地震等により建物１２に振動（大振幅振動）が発生し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が離間する方向に相対変位した場合は、長ボルト７０を介して第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。
【００６９】
このように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向及び離間する方向の何れの方向に対しても、オイルダンパー３４を作動させることができ、地震等による振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で効率良く低減することができる。
【００７０】
従って、第１の実施形態に替えて筒体５８及び第２弾性体６０を省略しても、風や機械振動等の小振幅振動から大地震等の大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減することができる。更に、筒体５８及び第２弾性体６０等を省略することで、調整機構の構造が更に単純化され、制震装置９０の製造コストを削減できると共に、施工性が向上する。
【００７１】
次に、連結手段、調整機構、及びストッパ手段の変形例について説明する。
【００７２】
図１３に示すように、第１連結部材３６の表面には、ネジ孔８６が形成されている。このネジ孔８６に捻じ込まれる長ボルト７０によって、第１連結部材３６と第２連結部材３８、及び第２連結部材３８と底壁５８Ａがそれぞれ相対変位可能に連結されている。また、長ボルト７０の頭と底壁５８Ａとの間には、複数の調整用ワッシャ８５が介在しており、この調整用ワッシャ８５の重ね合わせ枚数によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１（図６参照）が調整される。
【００７３】
このように第１連結部材３６にネジ孔８６を形成することで、第１連結部材３６側（図２における建物１２側）からの施工作業が不要となるため施工性が向上する。また、調整用ワッシャ８５の重ね合わせ枚数を変えるだけで、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１を調整することができる。
【００７４】
次に、図１４に示す構成では、第１連結部材３６の表面に鋼製の連結ピン８７が突設されている。この連結ピン８７の先端部にはネジ部８７Ａが設けられている。また、第３連結部材としての底壁５８Ａには、ネジ孔８８が形成されている。このネジ孔８８に連結ピン８７のネジ部８７Ａを捻じ込むことにより、第１連結部材３６と第２連結部材３８、及び第２連結部材３８と底壁５８Ａがそれぞれ相対変位可能に連結されている。また、筒体５８自体を回転させて、ネジ孔８８の締め付け量を変えることで、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１（図６参照）が調整される。
【００７５】
このように第３連結部材としての底壁５８Ａにネジ孔８８を形成することで、第１連結部材３６側（図２における建物１２側）からの施工作業が不要となるため施工性が向上する。また、筒体５８の回転量（ネジ孔８８の締め付け量）によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１を調整することができる。
【００７６】
次に、図１５に示す構成では、第２連結部材３８を間に挟んで、第１連結部材と反対側に鋼製の板部材からなる連結板８９（第３連結部材）が配置され、第２連結部材３８と連結板８９との間に、筒体５８及び第２弾性体６０が配置されている。第１連結部材３６、第２連結部材３８、及び連結板８９には、貫通孔４８、６８、９１がそれぞれ形成され、これらの貫通孔４８、６８、９１に貫通される長ボルト７０によって、連結部材３６と第２連結部材３８、及び第２連結部材３８と連結板８９とが相対変位可能に連結される。また、長ボルト７０にはネジ部７０Ａが設けられており、ネジ部７０Ａに取り付けられたナット７５の締め付け量によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１がそれぞれ調整される。なお、長ボルト７０は、第１弾性体５２及び第２弾性体６０を貫通せず、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の両側に配置されている。
【００７７】
このように連結手段としての長ボルト７０を第１弾性体５２及び第２弾性体６０の両側に配置することで、第１弾性体５２及び第２弾性体６０に貫通孔を形成する必要がなく、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の製造コストを削減することができる。また、複数の長ボルト７０を用いることで、第１連結部材３６、第２連結部材３８等を確実に連結することができる。
【００７８】
次に、図１６に示す構成では、第１ストッパ手段としての筒体５０を中空の管状に形成し、これに第１弾性体５２を収納させ、また、第２ストッパ手段としての筒体５８を中空の管状に形成し、これに第２弾性体６０を収納させている。この場合、第１弾性体５２が所定値以上圧縮変形したときに、筒体５０が第１連結部材３６及び第２連結部材３８に当接して第１連結部材３６及び第２連結部材３８との相対変位を制限する。また、第２弾性体６０が所定値以上圧縮変形したときに、筒体５８が第２連結部材３８及び連結板８９に当接して第２連結部材３８と連結板８９との相対変位を制限する。
【００７９】
また、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示す構成では、第１連結部材３６及び連結板８９（第３連結部材）にストッパ手段としてのストッパ板９３、９５をそれぞれ突設している。このストッパ板９３、９５は、第１弾性体５２又は第２弾性体６０の周囲に設けられ、第１弾性体５２が所定値以上圧縮変形したときに、ストッパ板９３の端部が第２連結部材３８に当接して第１連結部材３６及び第２連結部材３８との相対変位を制限する。また、第２弾性体６０が所定値以上圧縮変形したときに、ストッパ板９５が第２連結部材３８に当接して第２連結部材３８と連結板８９との相対変位を制限する。なお、ストッパ板９３、９５は、第２連結部材３８に突設しても良い。
【００８０】
このように、ストッパ手段は、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間、又は第２連結部材３８と連結板８９との間に介在し、第１連結部材３６と第２連結部材３８、又は第２連結部材３８と連結板８９との相対変位を制限できれば良い。なお、筒体５０、５８のように、第１弾性体５２又は第２弾性体６０を収納可能に構成することで、第１弾性体５２又は第２弾性体６０に傷等が付き難くなり、第１弾性体５２、第２弾性体６０の耐久性が向上する。
【００８１】
なお、上記第１、第２の実施形態では、支持部材１６に制震装置１０又は制震装置９０を設置したが、図１８に示す模式図のように、架構９２に設けられた制震ブレース９４に制震装置１０又は制震装置９０を設置しても良い。なお、図１８では、制震ブレース９４に制震装置１０を設置した場合の例を示している。
【００８２】
具体的には、鉄筋コンクリート造の柱９６と鉄筋コンクリート造の梁９８とから構成された架構９２の構面には、制震ブレース９４が斜めに架け渡されている。架構９２の対角上にある２つの角部には、鋼製のガゼットプレート１００が柱９６と梁９８とにまたがるように埋め込み固定されており、このガゼットプレート１００に制震ブレース９４の軸方向両端部がピン１０２によってそれぞれ接合されている。
【００８３】
制震ブレース９４は、鋼製のブレース１０４及び制震装置１０を備え、ブレース１０４の一端にオイルダンパー３４の一端を結合することで、ブレース１０４と制震装置１０とが力学的に直列結合されている。
【００８４】
このように架構９２に制震ブレース９４を配置することで、風等による振動（小振幅振動）から地震等の振動（大振幅振動）までの広帯域に渡る振動を効率良く低減することができる。即ち、風等による振動を第１弾性体５２、第２弾性体６０（図３参照）で低減することができ、地震等の振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で低減することができる。従って、制震ブレース９４が配置された架構９２及び建物の居住性を向上させることができる。
【００８５】
また、一般的に、建物に作用する風や地震等の水平力は建物の層ごとに異なり、制震ブレース９４に求められる制震性能も層（架構）ごとに異なる。しかしながら、制震装置１０が備える長ボルト７０（図２参照）等の調整機構によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１（振幅範囲）を層ごとに調整できるため、各層に求められる制震性能を発揮させることができる。
【００８６】
なお、架構９２に配置された制震ブレース９４は、架構９２から水平力が伝達されるように架構９２に接合されていれば良く、様々な接合方法をもって架構９２に配置可能である。また、架構９２は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造や、鉄骨造であっても良い。
【００８７】
更に、制震装置１０又は制震装置９０は、図１９に示すように、建物１２に設置された観覧車１０６を支持する支持部材１０８に設置しても良い。この場合、制震装置１０、９０において、観覧車１０６の回転等によって発生する機械振動（小振幅振動）を低減できると共に、地震等によって建物１２から支持部材１０８に作用する慣性力をオイルダンパー３４で低減することができる。
【００８８】
更にまた、第１の実施形態におけるタワークレーン１４（図１参照）は、建物１２から独立した基台２４によって地面（基礎）に支持されているが、図２０に示すように、建物１２と、この建物１２にのみ支持されるレール１１０と、を連結支持する支持部材１１２に制震装置１０又は制震装置９０を設置しても良い。このレール１１０は、建物１２の高さ方向に延設され、所定の間隔を置いて配置された複数の支持部材１１２によって支持されている。レール１１０上には、昇降動作する乗り物１１４が設置され、展望用や遊戯用の付帯設備として建物１２に併設されている。この場合、乗り物１１４の昇降動作によって発生する機械振動（小振幅振動）が制震装置１０又は制震装置９０において低減され、建物１２の居住性等が向上する。なお、図中の支持部材１１２Ａは、建物１２とレール１１０との間に斜めに架け渡されているが、このような斜材にも当然ながら制震装置１０又は制震装置９０を設置することができる。
【００８９】
このように制震装置１０、９０は、タワークレーン１４や制震ブレース９４、観覧車１０６、レール１１０のみならず、例えば、機械式のからくり時計、宣伝用キャラクターの手足を動作させる機械式の大看板、施工用の仮設エレベータなどのように機械振動等（小振幅振動）を発生する付帯設備を建物に支持させる支持部材に設置することで好適に実施される。勿論、機械振動等を発生しない付帯設備を支持する支持部材に設置することも可能である。
【００９０】
また、第１、第２の実施形態では、第１弾性体５２及び第２弾性体６０を天然ゴムで構成したがこれに限らず、粘弾性体、高減衰ゴムで構成しても良い。天然ゴム等は、主に共振を回避するのに役立つが、粘弾性体で建物等に減衰を付与することで、振動エネルギーが吸収され、風、機械振動等による微振動（小振幅振動）を効率的に低減することができる。ただし、粘弾性体は、天然ゴム等に比べて一般的に高価であることから、機械振動等のように予め振動数が想定できる場合には、安価な天然ゴムを用いることがコスト削減の観点から好ましい。なお、粘弾性体の材料としては、例えば、ジエン系ゴム、ブチル系ゴム、アクリル系、ウレタンアスファルト系ゴム等が用いられる。また、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の形状等は、適宜設計すれば良く上記した円柱形に限らない。例えば、立方体でも良いし、シート状に形成しても良い。
【００９１】
また、第１、第２の実施形態では、振動低減手段としてオイルダンパーを用いたがこれに限らず、例えば、摩擦ダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー、塑性ダンパー、弾塑性ダンパー等を用いることができる。
【００９２】
更に、第１弾性体５２及び第２弾性体６０と、オイルダンパー３４とは、力学的に直列結合されていれば良く、種々の結合方法を用いることができる。
【００９３】
以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る制震装置、及び付帯設備支持構造が適用された建物の概略を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る制震装置、及び付帯設備支持構造が適用された支持部材を概略の示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の要部を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の要部を示す右側面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性体を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る調整機構の要部を示す説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る調整機構を示す拡大説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る制震装置、及び付帯設備支持構造が適用された建物の概略を示す正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の動作を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示す正面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、動作した後の状態を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の動作を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示す正面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、動作した後の状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る制震装置の要部を示す正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る制震装置の動作を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示す正面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、動作した後の状態を示す正面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１７】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図であり、（Ｂ）は、図１７（Ａ）の９−９線断面図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係る制震装置が適用された制震ダンパーを示す正面図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る制震装置が適用された付帯設備を示す正面図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態に係る制震装置が適用された付帯設備を示す正面図である。
【図２１】従来技術を示す正面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 制震装置
１２ 建物
１４ タワークレーン（付帯設備）
１６ 支持部材
３４ オイルダンパー（振動低減手段）
３６ 第１連結部材
３８ 第２連結部材
５０Ｂ 周壁（第１ストッパ手段）
５２ 第１弾性体
５８Ａ 底壁（第３連結部材）
５８Ｂ 周壁（第２ストッパ手段）
６０ 第２弾性体
７０ 長ボルト（連結手段、調整機構）
７０Ａ ネジ部（連結手段、調整機構）
７５ ナット（連結手段、調整機構）
８５ 調整用ワッシャ（調整機構）
８６ ネジ孔（連結手段）
８７ 連結ピン（連結手段、調整機構）
８７Ａ ネジ部（連結手段、調整機構）
８８ ネジ孔（連結手段、調整機構）
８９ 連結板（第３連結部材）
９０ 制震装置
９３ ストッパ板（第１ストッパ手段）
９４ 制震ブレース
９５ ストッパ板（第１ストッパ手段）
１０４ ブレース（制震ブレース）
１０６ 観覧車（付帯設備）
１０８ 支持部材
１１２ 支持部材
１１２Ａ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
建物の振動を低減する制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、及び制震装置を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高層建物等の施工では、建材の揚重にタワークレーンが使用されている。例えば、図２１に示すように、建物２０２に併設されたタワークレーン２００は、建物２０２とクレーン本体２０４を支持するマスト２０６とを支持部材２０８で連結することで支持さている。
【０００３】
ここで、地震等によって建物２０２が揺れると、建物２０２に生じる加速度によってマスト２０６に慣性力Ｆが作用し、また、地震等によってタワークレーン２００自体に生じる加速度によって建物２０２に慣性力Ｐが作用する。この場合、支持部材２０８による支持間隔が大きいと、慣性力Ｆ及び慣性力Ｐによってマスト２０６の変形が過大となり、マスト２０６が破損、損傷する恐れがある。
【０００４】
この問題を解決する手段として、支持部材２０８にオイルダンパー、摩擦ダンパー等を設置し、建物２０２の振動、即ちマスト２０６に作用する慣性力Ｆ及び慣性力Ｐを吸収することが考えられる。この際、オイルダンパー等によって建物２０２とマスト２０６とを一体的に結合し、地震の発生と同時にオイルダンパー等を作動させるように構成すると、ブームの旋回時やクレーン本体２０４の昇降時に発生する機械振動（小振幅振動）が支持部材２０８を介して建物２０２に伝達され、建物２０２における作業者に不快感を与える恐れがある。
【０００５】
一方、特許文献１には、架構の構面に設置される複合型ダンパーが開示されている。この複合型ダンパーは、粘弾性体からなる小振幅用ダンパーと鋼材系の大振幅用ダンパーとをストッパ手段を介して直列結合して構成され、風等による小振幅振動に対しては、小振幅用ダンパー（粘弾性体）の減衰性能によって振動を低減し、大地震等の大振幅振動に対しては、ストッパ手段により小振幅用ダンパーから大振幅振動ダンパーに切り換えが行われ、大振幅用ダンパーの履歴減衰によって振動が低減される。従って、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減することができる。このような複合型ダンパーでは、大振幅振動ダンパーが作動するまでのギャップを小さくして、大地震等の発生時に早期に大振幅用ダンパーを作動させることが好ましい。しかしながら、特許文献１のストッパ手段は、使用する部位・場所によっては、構造が複雑であるため大振幅振動ダンパーが作動するまでのギャップの調整に手間がかかり、またストッパ手段の加工、組立等にコストが必要となる可能性がある。
【０００６】
特許文献２には、建設機械等の下に配置され、機械振動（小振幅振動）を低減する防振ゴムが開示されている。この防振ゴムは、その変形量が所定値に達するとストッパ手段によって変形が制限されるため、防振ゴムに過大な圧縮力又は引張力が作用しても、防振ゴムが破損、損傷しない。
【０００７】
しかしながら、この防振ゴムは、機械振動等の小振幅振動のみを低減するものであって、大振幅振動を低減することができない。また、防振ゴムの上には、建設機械等が載置されるため、ストッパ手段が作動するまでのギャップを調整するには、建設機械等の荷重による防振ゴムの縮み量を考慮しなければならず、調整が複雑化する。
【特許文献１】特開平１０−２８０７２７号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の事実を考慮し、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減し、且つ、振動低減手段が作動するまでの弾性体の振幅範囲を調整可能とする制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、及び制震装置を有する建物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】
【０００９】
請求項１に記載の制震装置は、第１連結部材と第２連結部材とを相対変位可能に連結する連結手段と、前記第１連結部材と前記第２連結部材とに挟み込まれた第１弾性体と、前記第１連結部材と前記第２連結部材との間に設けられ、前記第１連結部材及び前記第２連結部材の少なくとも一方に当接して前記第１連結部材と前記第２連結部材との相対変位を制限する第１ストッパ手段と、前記連結手段に設けられ、前記第１連結部材と第２連結部材との距離を調整する調整機構と、前記第２連結部材に結合され、前記第１ストッパ手段が前記相対変位を制限した後に作動する振動低減手段と、を備えている。
【００１０】
上記の構成によれば、振動により第１連結部材と第２連結部材とが接近する方向に相対変位すると、第１連結部材と第２連結部材とで挟み込まれた第１弾性体が圧縮され、振動が低減される。また、第１弾性体が所定値以上変形して、第１連結部材と第２連結部材とが近づくと、第１連結部材と第２連結部材との間に設けられた第１ストッパ手段が、第１連結部材及び第２連結部材の少なくとも一方に当接して当該相対変位を制限し、第２連結部材に結合された振動低減手段が作動して振動が低減される。
【００１１】
このように、請求項１に記載の制震装置は、風や機械振動等の小振幅振動を第１弾性体で低減することができ、第１ストッパ手段が機能する地震等の大振幅振動を振動低減手段で低減することができる。
【００１２】
また、連結手段には、第１連結部材と第２連結部材との距離を調整する調整機構が設けられている。この調整機構により、第1ストッパ手段が第１連結部材及び第２連結部材の少なくとも一方に当接するまでの距離、即ち、振動低減手段が作動するまでの第１弾性体の振幅範囲を調整することができる。従って、第１ストッパ手段等の加工誤差や組立誤差を吸収することが可能となり、第１ストッパ手段等の製作性が向上する。更に、制震装置の施工性が向上し、工期の短縮化を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の制震装置は、請求項１に記載の制震装置において、前記第２連結部材と、前記第２連結部材の前記第１連結部材と反対側に設けられ前記第２連結部材に対して相対変位可能とされた第３連結部材と、に挟み込まれた第２弾性体と、前記第２連結部材と前記第３連結部材との間に設けられ、前記第２連結部材及び前記第３連結部材の少なくとも一方に当接して前記第２連結部材と前記第３連結部材との相対変位を制限する第２ストッパ手段と、を備え、前記連結手段が、前記第２連結部材を貫通して前記第１連結部材と前記第３連結部材とを連結し、前記調整機構が、更に前記第２連結部材と前記第３連結部材との距離を調整する。
【００１４】
上記の構成によれば、振動により第１連結部材と第２連結部材とが離間する方向に相対変位すると、連結手段によって第１連結部材に連結された第３連結部材が第２連結部材に対して接近する方向に相対変位して第２弾性体が圧縮され、振動が低減される。また、第２弾性体が所定値以上変形して、第２連結部材と第３連結部材とが近づくと、第２連結部材と第３連結部材との間に設けられた第２ストッパ手段が、第２連結部材及び第３連結部材の少なくとも一方に当接して当該相対変位を制限し、第２連結部材に結合された振動低減手段が作動して振動が低減される。
【００１５】
このように、請求項２に記載に制震装置は、第１連結部材と第２連結部材とを接近させる方向に相対変位を生じさせる風や機械振動等の小振幅振動を、第１弾性体によって低減することができ、且つ、第１連結部材と第２連結部材とを離間させる方向に相対変位を生じさせる風や機械振動等の小振幅振動を、第２弾性体によって低減することができる。従って、風や機械振動等の小振幅振動の低減効果が向上する。
【００１６】
更に、連結手段に設けられた調整機構によって、第２連結部材と第３連結部材との間の距離が調整可能とされている。従って、振動低減手段が作動するまでの第１弾性体の振幅範囲及び第２弾性体の振幅範囲を同時に調整することができるため施工性が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の制震装置は、請求項２に記載の制震装置において、前記調整機構が、前記連結手段に設けられたネジ部に取り付けられたナットの締め付け量によって前記第１連結部材と前記第２連結部材との間の距離、及び前記第２連結部材と前記第３連結部材との間の距離を変える。
【００１８】
上記の構成によれば、連結手段のネジ部に取り付けられたナットの締め付け量によって、第１連結部材と第２連結部材との間の距離及び第２連結部材と第３連結部材との間の距離を同時に変更することができる。即ち、第１連結部材と第２連結部材との間の距離を変えることで、第１弾性体の振幅範囲及び第２弾性体の振幅範囲が変更される。
【００１９】
このように簡易な構成で、第１弾性体の振幅範囲及び第２弾性体の振幅範囲を同時に調整することができるため制震装置の施工性が向上し、また制震装置の製造コストを削減できる。
【００２０】
請求項４に記載の制震装置は、請求項２又は請求項３に記載の制震装置において、前記第１ストッパ手段が、前記第１弾性体が収納され該第１弾性体の端部を突出させる筒体であり、前記第２ストッパ手段が、前記第２弾性体が収納され該第２弾性体の端部を突出させる筒体である。
【００２１】
上記の構成によれば、第１弾性体を第１ストッパ手段に収納し、第２弾性体を第２ストッパ手段に収納することで、第１弾性体及び第２弾性体の劣化が防止され、耐久性が向上する。
【００２２】
請求項５に記載の制震ブレースは、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を、架構に設けられたブレースに設置して構成されている。
【００２３】
上記の構成によれば、架構に設けられたブレースに制震装置を設置することで、風等による小振幅振動から地震等の大振幅振動までの広帯域に渡る振動を効率良く低減することができる。
【００２４】
また、一般的に、建物に作用する風や地震等の水平力は建物の層ごとに異なるため、制震ブレースに求められる制震性能も層ごとに異なる。これに対して請求項５に記載の制震ブレースは、調整機構により、振動低減手段を作動させるまでの第１弾性体等の振幅範囲を層ごとに調整できるため、各層に求められる制震性能を発揮させることができる。
【００２５】
請求項６に記載の付帯設備支持構造は、建物と、該建物に併設された振動発生源を備える付帯設備と、の間に前記建物の高さ方向に間隔を置いて配置され前記建物と前記付帯設備と連結する複数の支持部材を備え、前記支持部材の少なくとも一つに請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を設置している。
【００２６】
上記の構成によれば、建物と付帯設備とを連結する支持部材に、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を設置することで、振動源から発生される振動（例えば、機械振動など小振幅振動）を第１弾性体で低減することができ、また、地震等の大振幅振動を振動低減手段で低減することができる。更に、調整機構を備えることで、振動低減手段が作動するまでの第１弾性体等の振幅範囲を調整できるため、施工性が向上する。
【００２７】
また、付帯設備は、建物の高さ方向に間隔を置いて配置された支持部材によって建物に連結されている。この場合、地震の大振幅振動により建物が揺れると、建物に生じる加速度によって付帯設備に慣性力が作用する。特に、隣接する支持部材間の距離が大きいと、支持部材を支点として付帯設備が弓なりに変形し、付帯設備の変形が大きくなる。この支点となる支持部材に制震装置を配置することで、振動の低減効率が向上し、付帯設備の破損、損傷等を防止することができる。
【００２８】
請求項７に記載の建物は、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を有している。
【００２９】
上記の構成によれば、請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を有することにより、居住性、耐久性が向上した建物を構築することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、上記の構成としたので、小振幅振動から大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減し、且つ、振動低減手段が作動するまでの弾性体の振幅範囲を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る制震装置、制震ブレース、付帯設備支持構造、建物について説明する。
【００３２】
先ず、第１の実施形態に係る制震装置、及びこの制震装置を備える付帯設備支持構造の全体構成について説明する。
【００３３】
図１（Ａ）又は図１（Ｂ）に示すように、第１の実施形態に係る制震装置１０は、支持部材１６に設置されて実施される。図１（Ａ）に示す支持部材１６は、建設中の建物１２と、建物１２に併設されたタワークレーン１４との間に、建物１２の高さ方向に沿って所定の間隔を置いて複数架け渡されている。また、図１（Ｂ）に示すように、制震装置１０は、建設中の建物１２と、建物１２の内部に設置されるタワークレーン１４と、の間に架け渡された支持部材１６にも設置可能である。なお、制震装置１０は、複数の支持部材１６のうち、少なくとも一つに設置されていれば良い。
【００３４】
これらのタワークレーン１４は、建材を吊り上げるブーム１８と、ブーム１８を支持すると共に回転駆動するクレーン本体２０と、クレーン本体２０を支持するマスト２２と、マスト２２を地面（基礎）に固定する基台２４と、を備えており、建物１２とマスト２２との間に架け渡された複数の支持部材１６によって、倒れないように建物１２に連結支持されている。
【００３５】
支持部材１６は、図２に示すように、横向きに配置された鋼製の繋ぎ材２８と、この繋ぎ材２８の建物１２側端部に結合された制震装置１０とから構成されている。繋ぎ材２８は、この繋ぎ材２８のマスト２２側端部に溶接されたリング状の固定金物３０にマスト２２を貫通させ、ボルト（不図示）で締め付けることでマスト２２に固定されている。また、繋ぎ材２８の建物１２側の端部は、高力ボルト３２によって後述するオイルダンパー３４と接合されている。
【００３６】
図２〜図４に示すように、制震装置１０は、鋼製の板部材からなる第１連結部材３６及び第２連結部材３８を備えている。第１連結部材３６には、十字状のリブ４０が溶接されており、このリブ４０を介して第１連結部材３６と固定板４２とが一体化されている。この固定板４２を高力ボルト４４によって建物１２の壁面１２Ａに固定することで、第１連結部材３６が建物１２に固定されている。
【００３７】
また、第２連結部材３８には、十字状のリブ７２が溶接され、このリブ７２を介して第２連結部材３８と取付フランジ７４とが一体化されている。この取付フランジ７４には、取付フランジ７６が対向して配置されている。各取付フランジ７４、７６にはボルト孔７８、８０が形成され、これらのボルト孔７８、８０に貫通されたボルト８２とナット８３によって、取付フランジ７４、７６が接合されている。この取付フランジ７６は、取付台８４が溶接固定されており、高力ボルト７９をよって、取付台８４とオイルダンパー３４とが応力を伝達可能に結合されている。これにより、後述する第１弾性体５２、第２弾性体６０と、オイルダンパー３４とが力学的に直列結合されている。
【００３８】
図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが対向して配置されている。第１連結部材３６に表面には円筒形の台座４６が突設され、この台座４６の内部には貫通孔４８が形成されている。第２連結部材３８には、貫通孔６８が形成されている。これらの貫通孔６８及び貫通孔４８には長ボルト７０が貫通され、長ボルト７０に設けられたネジ部７０Ａにナット７５（連結手段）を取り付けて締め付けることで、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変位可能に連結されている。なお、長ボルト７０とナット７５とは、ワッシャ６９、７１を介して長ボルト７０に取り付けられている。
【００３９】
また、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間には、筒体５０に収納された円柱形の第１弾性体５２が４つ配置されている。筒体５０は、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に示すように、円盤状の底壁５０Ａと、この底壁５０Ａの外周に沿って立設されると共に第１弾性体５２の周面を覆う周壁５０Ｂ（第１ストッパ手段）と、を一体成形し、筒状に構成されている。
【００４０】
周壁５０Ｂの高さａ（図６（Ａ）参照）は、変形前の第１弾性体５２の高さｂ０よも低くされ、第１弾性体５２を筒体５０に収納した状態で、周壁５０Ｂの縁から第１弾性体５２の端部が突出（突出長ｃ０＝ｂ０−ａ）するように構成されている。これにより、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが接近する方向に相対変位したときに、第１弾性体５２が突出長ｃ０の範囲内（振幅範囲）で圧縮変形可能とされている。また、第１弾性体５２の圧縮変形量が突出長ｃ０に達すると、周壁５０Ｂの縁が第２連結部材３８に当接して第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位が制限される。
【００４１】
第１弾性体５２は天然ゴムで構成されている。この第１弾性体５２及び底壁５０Ａには、それぞれ貫通孔５４、５６が形成されており、これらの貫通孔５４、５６には長ボルト７０が貫通されている。
【００４２】
第２連結部材３８を間に挟んで第１連結部材３６の反対側には、４つの第２弾性体６０が第１弾性体５２に対応して配置されている。各第２弾性体６０は筒体５８に収納されている。この筒体５８は、筒体５０と基本的構成が同じであり、底壁５８Ａ（第３連結部材）と、この底壁５８Ａの外周に沿って立設されると共に第２弾性体６０の周面を覆う周壁５８Ｂ（第２ストッパ手段）と、を一体成形し、筒状に構成されている。また、筒体５８の表面には、円筒形の台座６２が形成されており、この台座６２の内部には貫通孔６４が形成されている。この貫通孔６４及び第２連結部材３８の貫通孔６８に貫通される長ボルト７０によって、第２連結部材３８と第３連結部材としての底壁５８Ａとが相対変位可能に連結されている。
【００４３】
筒体５８の周壁５８Ｂの高さａ（図６（Ａ）参照）は、変形前の第２弾性体６０の高さｂ０よも低くされており、これにより第２弾性体６０を筒体５８に収納した状態で、周壁５８Ｂの縁から第２弾性体６０の端部が突出（突出長ｃ０＝ｂ０−ａ）するように構成されている。これにより、第２連結部材３８と底壁５８Ａとが接近する方向に相対変位したときに、第２弾性体６０が突出長ｃ０の範囲内（振幅範囲）で圧縮変形可能とされている。また、第２弾性体６０の圧縮変形量が突出長ｃ０に達すると、周壁５８Ｂの縁が第２連結部材３８に当接して第２連結部材３８と底壁５８Ａとの相対変位が制限される。
【００４４】
第１弾性体５２と同様に、第２弾性体６０は天然ゴムで構成されている。この第２弾性体６０には、長ボルト７０を貫通するための貫通孔６６が形成されている。
【００４５】
次に、連結手段に設けられた調整機構について説明する。
【００４６】
図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、連結手段は、長ボルト７０及びナット７５を備えている。長ボルト７０には、雄ネジが切られたネジ部７０Ａを備えており、ナット７５に捻じ込み可能とされている。このナット７５の締め付け量によって、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間の距離Ｌ０が調整されると同時に、第２連結部材３８と筒体５８の底壁５８Ａとの間の距離ｂ０（第２弾性体６０の高さ）が調整される。
【００４７】
具体的には、先ず、各貫通孔４８、５４、５６、６８、６６、６４に長ボルト７０を貫通させ、台座４６側からネジ部７０Ａにナット７５を取り付ける。次に、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ０が所望の長さ（突出長ｃ１）になるまでナット７５を締め付ける。これにより、第１弾性体５２及び第２弾性体６０が圧縮され、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１、即ち、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の振幅範囲が調整される。
【００４８】
なお、突出長ｃ１は制震装置１０に求められる性能に応じて適宜設定すれば良いが、突出長ｃ１を小さくすることで、オイルダンパー３４が作動するまでのギャップを小さくすることができる。大地震等に対して早期にオイルダンパー３４を作動させるためには、突出長ｃ１（ギャップ）を可能な限り小さくすることが好ましく、本実施形態では施工性等を考慮して突出長ｃ１を１ｍｍに設定している。
【００４９】
次に、第１の実施形態に係る制震装置、及びこの制震装置を備える付帯設備支持構造の作用について説明する。
【００５０】
図８に示すように、先ず、タワークレーン１４のブーム１８の旋回やクレーン本体２０の昇降動作によって機械振動が発生すると、マスト２２から支持部材１６へ微振動が伝達される。同様に、風や小規模の地震等により建物１２に微振動（小振幅振動）が発生すると、建物１２から支持部材１６へ微振動が伝達される。これにより、図９（Ｂ）又は図９（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変位する。なお、図９（Ｂ）又は図９（Ｃ）では、第１連結部材３６を固定し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が相対変位した状態を示している。
【００５１】
図９（Ｂ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向に相対変位すると、第１連結部材３６と第２連結部材３８とで挟み込まれた第１弾性体５２が圧縮（圧縮変形）される。また、図９（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が離間する方向に相対変位すると、底壁５８Ａに対して第２連結部材３８が接近して第２弾性体６０が圧縮（圧縮変形）される。
【００５２】
これにより、第１弾性体５２若しくは第２弾性体６０において振動が低減され、又は振動数が変化されて第１連結部材３６と第２連結部材３８との共振が防止される。従って、ブーム１８の旋回やクレーン本体２０の昇降動作による機械振動等が建物１２に伝達されず、建物１２の作業者等へ与える不快感を抑えることができる。同様に、建物１２からタワークレーン１４へ伝達される微振動が低減されるため、タワークレーン１４の操作者等に与える不快感等を抑えることができる。
【００５３】
一方、大地震等により建物１２が振動（大振幅振動）すると、支持部材１６に慣性力Ｆが作用し、タワークレーン１４に振動が伝達される。また、地震等によってタワークレーン１４自体に生じる加速度によって建物１２に慣性力Ｐが作用する。この場合、図１０（Ｂ）又は図１０（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変位する。なお、図１０（Ｂ）又は図１０（Ｃ）では第１連結部材３６を固定し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が相対変位した状態を示している。また、図中の矢印は、応力（振動）の伝達イメージを示している。
【００５４】
図１０（Ｂ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向に相対し、第１弾性体５２が所定値（突出長ｃ１）以上圧縮変形すると、筒体５０の周壁５０Ｂが第２連結部材３８の側面に当接して第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位が制限される。これにより第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。
【００５５】
また、図１０（Ｃ）に示すように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が離間する方向に相対変位し、第２弾性体６０が所定値（突出長ｃ１）以上圧縮変形すると、筒体５８の周壁５８Ｂが第２連結部材３８の側面に当接して第２連結部材３８と底壁５８Ａとの相対変位が制限される。これにより長ボルト７０を介して第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。
【００５６】
このように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向及び離間する方向の何れの方向に相対変位が生じても、オイルダンパー３４を作動させることができ、地震等による振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で低減することができる。また、筒体５０及び筒体５８によって、第１弾性体５２又は第２弾性体６０の変形量が所定値以内に制限されるため、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の破損、損傷が防止される。
【００５７】
更に、地震等によって建物１２が揺れると、建物１２に生じる加速度により、支持部材１６を作用点とした慣性力Ｆがマスト２２に作用し、また、地震等によりタワークレーン１４自体に生じる加速度によって建物１２に慣性力Ｐが作用する。特に、支持部材１６による支持間隔Ｈ（図８参照）が大きい場合、マスト２２が弓なりに湾曲変形（図８における点線）して、支持部材１６の長手方向に作用する応力が大きくなり、第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位量が大きくなる。従って、地震等による振動（大振幅振動）を効率良く低減することができ、また、慣性力Ｆを小さくしてマスト２２の破損、損傷を防止することができる。更に、タワークレーン１４から建物１２に伝達される振動（慣性力Ｐ）によっても、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間に相対変位が生じて、振動が低減される。
【００５８】
更にまた、長ボルト７０のネジ部７０Ａに取り付けられたナット７５の締め付け量を変えるだけで、第１弾性体５２の突出長ｃ１及び第２弾性体６０の突出長ｃ１を同時に調整できる。従って、施工性が向上し、また、このような調整機構を備えることで、第１連結部材３６、第２連結部材３８、筒体５０、５８等の加工誤差や組立誤差を吸収することが可能となり、制震装置１０の製作性が向上する。
【００５９】
なお、第１弾性体５２又は第２弾性体６０の引張変形による振動低減効果を期待する場合には、以下のように構成しても良い。具体的には、図７（Ａ）又は図７（Ｂ）に示すように、第３連結部材としての底壁５８Ａに台座６２を設けると共に、第１連結部材３６に台座４６を設ける。
【００６０】
図７（Ａ）に示すように、台座６２の周壁には、一対のネジ孔６１が形成され、このネジ孔６１に捻じ込まれたイモネジ６３によって、貫通孔６４に貫通された長ボルト７０のネジ部７０Ａが押圧され、長ボルト７０が筒体５８の底壁５８Ａに固定可能とされている。また、図７（Ｂ）に示すように、台座４６の周壁には、一対のネジ孔４５が形成されており、このネジ孔４５に捻じ込まれたイモネジ４７によって、長ボルト７０のネジ部７０Ａが押圧され、長ボルト７０が第１連結部材３６に固定可能とされている。
【００６１】
これらのイモネジ４７、６３によって、長ボルト７０を第１連結部材３６及び筒体５８の底壁５８Ａ及びに固定することで、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが接近する方向に相対変位したときに、第２連結部材３８に対して底壁５８Ａが離間する方向に相対変位する。この場合、第２弾性体６０を、筒体５８の底壁５８Ａ及び第２連結部材３８の表面に接着剤等で固定しておくことで、第２弾性体６０に引張力が作用する。従って、第１弾性体５２だけでなく、第２弾性体６０においても振動が低減され、振動低減効果を向上させることができる。
【００６２】
また、筒体５０の底壁５０Ａを第１連結部材３６に溶接等によって固定すると共に、第１弾性体５２を、筒体５０の底壁５０Ａ及び第２連結部材３８の表面に接着剤等によって固定することで、第１連結部材３６と第２連結部材３８とが離間する方向に相対変位したときに、第１弾性体５２に引張力が作用する。従って、第２弾性体６０だけでなく、第１弾性体５２においても振動が低減され、振動低減効果を向上させることができる。
【００６３】
次に、第２の実施形態に係る制震装置９０の構成について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に適宜省略して説明する。
【００６４】
制震装置９０は、図１１に示すように、第１の実施形態に替えて筒体５８（第２ストッパ手段、第３連結部材）及び第２弾性体６０を省略している。また、第１の実施形態では、第１連結部材３６の表面に台座４６を突設したが、制震装置９０ではこれを備えていない。
【００６５】
図１２は、上記のように構成された制震装置９０において、地震等によって第１連結部材３６と第２連結部材３８とが相対変形した状態を示している。なお、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）では、第１連結部材３６を固定し、第１連結部材３６に対する第２連結部材３８が相対変位した状態を示している。
【００６６】
図１２（Ｂ）に示すように、風や小規模の地震又はタワークレーン１４の機械振動等により建物１２（図８参照）に微振動（小振幅振動）が発生し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向に相対変位すると、第１連結部材３６と第２連結部材３８とで挟み込まれた第１弾性体５２が圧縮（圧縮変形）される。これにより第１弾性体５２において振動が低減され、又は振動数が変化して第１連結部材３６と第２連結部材３８との共振が防止される。
【００６７】
また、図１２（Ｃ）に示すように、大地震等により建物１２に振動（大振幅振動）が発生し、第１弾性体５２が所定値（突出長ｃ１）以上圧縮変形すると、筒体５０の周壁５０Ｂが第２連結部材３８の側面に当接して第１連結部材３６と第２連結部材３８との相対変位が制限される。これにより第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。従って、地震等による振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で低減することができる。
【００６８】
なお、図示を省略するが、大地震等により建物１２に振動（大振幅振動）が発生し、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が離間する方向に相対変位した場合は、長ボルト７０を介して第２連結部材３８が第１連結部材３６（建物１２）に固定され、オイルダンパー３４に応力Ｇ（図２参照）が作用して、オイルダンパー３４が作動する。
【００６９】
このように、第１連結部材３６に対して第２連結部材３８が接近する方向及び離間する方向の何れの方向に対しても、オイルダンパー３４を作動させることができ、地震等による振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で効率良く低減することができる。
【００７０】
従って、第１の実施形態に替えて筒体５８及び第２弾性体６０を省略しても、風や機械振動等の小振幅振動から大地震等の大振幅振動までの広帯域に渡る振動を低減することができる。更に、筒体５８及び第２弾性体６０等を省略することで、調整機構の構造が更に単純化され、制震装置９０の製造コストを削減できると共に、施工性が向上する。
【００７１】
次に、連結手段、調整機構、及びストッパ手段の変形例について説明する。
【００７２】
図１３に示すように、第１連結部材３６の表面には、ネジ孔８６が形成されている。このネジ孔８６に捻じ込まれる長ボルト７０によって、第１連結部材３６と第２連結部材３８、及び第２連結部材３８と底壁５８Ａがそれぞれ相対変位可能に連結されている。また、長ボルト７０の頭と底壁５８Ａとの間には、複数の調整用ワッシャ８５が介在しており、この調整用ワッシャ８５の重ね合わせ枚数によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１（図６参照）が調整される。
【００７３】
このように第１連結部材３６にネジ孔８６を形成することで、第１連結部材３６側（図２における建物１２側）からの施工作業が不要となるため施工性が向上する。また、調整用ワッシャ８５の重ね合わせ枚数を変えるだけで、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１を調整することができる。
【００７４】
次に、図１４に示す構成では、第１連結部材３６の表面に鋼製の連結ピン８７が突設されている。この連結ピン８７の先端部にはネジ部８７Ａが設けられている。また、第３連結部材としての底壁５８Ａには、ネジ孔８８が形成されている。このネジ孔８８に連結ピン８７のネジ部８７Ａを捻じ込むことにより、第１連結部材３６と第２連結部材３８、及び第２連結部材３８と底壁５８Ａがそれぞれ相対変位可能に連結されている。また、筒体５８自体を回転させて、ネジ孔８８の締め付け量を変えることで、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１（図６参照）が調整される。
【００７５】
このように第３連結部材としての底壁５８Ａにネジ孔８８を形成することで、第１連結部材３６側（図２における建物１２側）からの施工作業が不要となるため施工性が向上する。また、筒体５８の回転量（ネジ孔８８の締め付け量）によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１を調整することができる。
【００７６】
次に、図１５に示す構成では、第２連結部材３８を間に挟んで、第１連結部材と反対側に鋼製の板部材からなる連結板８９（第３連結部材）が配置され、第２連結部材３８と連結板８９との間に、筒体５８及び第２弾性体６０が配置されている。第１連結部材３６、第２連結部材３８、及び連結板８９には、貫通孔４８、６８、９１がそれぞれ形成され、これらの貫通孔４８、６８、９１に貫通される長ボルト７０によって、連結部材３６と第２連結部材３８、及び第２連結部材３８と連結板８９とが相対変位可能に連結される。また、長ボルト７０にはネジ部７０Ａが設けられており、ネジ部７０Ａに取り付けられたナット７５の締め付け量によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１がそれぞれ調整される。なお、長ボルト７０は、第１弾性体５２及び第２弾性体６０を貫通せず、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の両側に配置されている。
【００７７】
このように連結手段としての長ボルト７０を第１弾性体５２及び第２弾性体６０の両側に配置することで、第１弾性体５２及び第２弾性体６０に貫通孔を形成する必要がなく、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の製造コストを削減することができる。また、複数の長ボルト７０を用いることで、第１連結部材３６、第２連結部材３８等を確実に連結することができる。
【００７８】
次に、図１６に示す構成では、第１ストッパ手段としての筒体５０を中空の管状に形成し、これに第１弾性体５２を収納させ、また、第２ストッパ手段としての筒体５８を中空の管状に形成し、これに第２弾性体６０を収納させている。この場合、第１弾性体５２が所定値以上圧縮変形したときに、筒体５０が第１連結部材３６及び第２連結部材３８に当接して第１連結部材３６及び第２連結部材３８との相対変位を制限する。また、第２弾性体６０が所定値以上圧縮変形したときに、筒体５８が第２連結部材３８及び連結板８９に当接して第２連結部材３８と連結板８９との相対変位を制限する。
【００７９】
また、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示す構成では、第１連結部材３６及び連結板８９（第３連結部材）にストッパ手段としてのストッパ板９３、９５をそれぞれ突設している。このストッパ板９３、９５は、第１弾性体５２又は第２弾性体６０の周囲に設けられ、第１弾性体５２が所定値以上圧縮変形したときに、ストッパ板９３の端部が第２連結部材３８に当接して第１連結部材３６及び第２連結部材３８との相対変位を制限する。また、第２弾性体６０が所定値以上圧縮変形したときに、ストッパ板９５が第２連結部材３８に当接して第２連結部材３８と連結板８９との相対変位を制限する。なお、ストッパ板９３、９５は、第２連結部材３８に突設しても良い。
【００８０】
このように、ストッパ手段は、第１連結部材３６と第２連結部材３８との間、又は第２連結部材３８と連結板８９との間に介在し、第１連結部材３６と第２連結部材３８、又は第２連結部材３８と連結板８９との相対変位を制限できれば良い。なお、筒体５０、５８のように、第１弾性体５２又は第２弾性体６０を収納可能に構成することで、第１弾性体５２又は第２弾性体６０に傷等が付き難くなり、第１弾性体５２、第２弾性体６０の耐久性が向上する。
【００８１】
なお、上記第１、第２の実施形態では、支持部材１６に制震装置１０又は制震装置９０を設置したが、図１８に示す模式図のように、架構９２に設けられた制震ブレース９４に制震装置１０又は制震装置９０を設置しても良い。なお、図１８では、制震ブレース９４に制震装置１０を設置した場合の例を示している。
【００８２】
具体的には、鉄筋コンクリート造の柱９６と鉄筋コンクリート造の梁９８とから構成された架構９２の構面には、制震ブレース９４が斜めに架け渡されている。架構９２の対角上にある２つの角部には、鋼製のガゼットプレート１００が柱９６と梁９８とにまたがるように埋め込み固定されており、このガゼットプレート１００に制震ブレース９４の軸方向両端部がピン１０２によってそれぞれ接合されている。
【００８３】
制震ブレース９４は、鋼製のブレース１０４及び制震装置１０を備え、ブレース１０４の一端にオイルダンパー３４の一端を結合することで、ブレース１０４と制震装置１０とが力学的に直列結合されている。
【００８４】
このように架構９２に制震ブレース９４を配置することで、風等による振動（小振幅振動）から地震等の振動（大振幅振動）までの広帯域に渡る振動を効率良く低減することができる。即ち、風等による振動を第１弾性体５２、第２弾性体６０（図３参照）で低減することができ、地震等の振動（大振幅振動）をオイルダンパー３４で低減することができる。従って、制震ブレース９４が配置された架構９２及び建物の居住性を向上させることができる。
【００８５】
また、一般的に、建物に作用する風や地震等の水平力は建物の層ごとに異なり、制震ブレース９４に求められる制震性能も層（架構）ごとに異なる。しかしながら、制震装置１０が備える長ボルト７０（図２参照）等の調整機構によって、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の突出長ｃ１（振幅範囲）を層ごとに調整できるため、各層に求められる制震性能を発揮させることができる。
【００８６】
なお、架構９２に配置された制震ブレース９４は、架構９２から水平力が伝達されるように架構９２に接合されていれば良く、様々な接合方法をもって架構９２に配置可能である。また、架構９２は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造や、鉄骨造であっても良い。
【００８７】
更に、制震装置１０又は制震装置９０は、図１９に示すように、建物１２に設置された観覧車１０６を支持する支持部材１０８に設置しても良い。この場合、制震装置１０、９０において、観覧車１０６の回転等によって発生する機械振動（小振幅振動）を低減できると共に、地震等によって建物１２から支持部材１０８に作用する慣性力をオイルダンパー３４で低減することができる。
【００８８】
更にまた、第１の実施形態におけるタワークレーン１４（図１参照）は、建物１２から独立した基台２４によって地面（基礎）に支持されているが、図２０に示すように、建物１２と、この建物１２にのみ支持されるレール１１０と、を連結支持する支持部材１１２に制震装置１０又は制震装置９０を設置しても良い。このレール１１０は、建物１２の高さ方向に延設され、所定の間隔を置いて配置された複数の支持部材１１２によって支持されている。レール１１０上には、昇降動作する乗り物１１４が設置され、展望用や遊戯用の付帯設備として建物１２に併設されている。この場合、乗り物１１４の昇降動作によって発生する機械振動（小振幅振動）が制震装置１０又は制震装置９０において低減され、建物１２の居住性等が向上する。なお、図中の支持部材１１２Ａは、建物１２とレール１１０との間に斜めに架け渡されているが、このような斜材にも当然ながら制震装置１０又は制震装置９０を設置することができる。
【００８９】
このように制震装置１０、９０は、タワークレーン１４や制震ブレース９４、観覧車１０６、レール１１０のみならず、例えば、機械式のからくり時計、宣伝用キャラクターの手足を動作させる機械式の大看板、施工用の仮設エレベータなどのように機械振動等（小振幅振動）を発生する付帯設備を建物に支持させる支持部材に設置することで好適に実施される。勿論、機械振動等を発生しない付帯設備を支持する支持部材に設置することも可能である。
【００９０】
また、第１、第２の実施形態では、第１弾性体５２及び第２弾性体６０を天然ゴムで構成したがこれに限らず、粘弾性体、高減衰ゴムで構成しても良い。天然ゴム等は、主に共振を回避するのに役立つが、粘弾性体で建物等に減衰を付与することで、振動エネルギーが吸収され、風、機械振動等による微振動（小振幅振動）を効率的に低減することができる。ただし、粘弾性体は、天然ゴム等に比べて一般的に高価であることから、機械振動等のように予め振動数が想定できる場合には、安価な天然ゴムを用いることがコスト削減の観点から好ましい。なお、粘弾性体の材料としては、例えば、ジエン系ゴム、ブチル系ゴム、アクリル系、ウレタンアスファルト系ゴム等が用いられる。また、第１弾性体５２及び第２弾性体６０の形状等は、適宜設計すれば良く上記した円柱形に限らない。例えば、立方体でも良いし、シート状に形成しても良い。
【００９１】
また、第１、第２の実施形態では、振動低減手段としてオイルダンパーを用いたがこれに限らず、例えば、摩擦ダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー、塑性ダンパー、弾塑性ダンパー等を用いることができる。
【００９２】
更に、第１弾性体５２及び第２弾性体６０と、オイルダンパー３４とは、力学的に直列結合されていれば良く、種々の結合方法を用いることができる。
【００９３】
以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る制震装置、及び付帯設備支持構造が適用された建物の概略を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る制震装置、及び付帯設備支持構造が適用された支持部材を概略の示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の要部を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の要部を示す右側面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性体を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る調整機構の要部を示す説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る調整機構を示す拡大説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る制震装置、及び付帯設備支持構造が適用された建物の概略を示す正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の動作を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示す正面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、動作した後の状態を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の動作を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示す正面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、動作した後の状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る制震装置の要部を示す正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る制震装置の動作を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示す正面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、動作した後の状態を示す正面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図である。
【図１７】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る制震装置の変形例を示す正面図であり、（Ｂ）は、図１７（Ａ）の９−９線断面図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係る制震装置が適用された制震ダンパーを示す正面図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る制震装置が適用された付帯設備を示す正面図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態に係る制震装置が適用された付帯設備を示す正面図である。
【図２１】従来技術を示す正面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 制震装置
１２ 建物
１４ タワークレーン（付帯設備）
１６ 支持部材
３４ オイルダンパー（振動低減手段）
３６ 第１連結部材
３８ 第２連結部材
５０Ｂ 周壁（第１ストッパ手段）
５２ 第１弾性体
５８Ａ 底壁（第３連結部材）
５８Ｂ 周壁（第２ストッパ手段）
６０ 第２弾性体
７０ 長ボルト（連結手段、調整機構）
７０Ａ ネジ部（連結手段、調整機構）
７５ ナット（連結手段、調整機構）
８５ 調整用ワッシャ（調整機構）
８６ ネジ孔（連結手段）
８７ 連結ピン（連結手段、調整機構）
８７Ａ ネジ部（連結手段、調整機構）
８８ ネジ孔（連結手段、調整機構）
８９ 連結板（第３連結部材）
９０ 制震装置
９３ ストッパ板（第１ストッパ手段）
９４ 制震ブレース
９５ ストッパ板（第１ストッパ手段）
１０４ ブレース（制震ブレース）
１０６ 観覧車（付帯設備）
１０８ 支持部材
１１２ 支持部材
１１２Ａ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１連結部材と第２連結部材とを相対変位可能に連結する連結手段と、
前記第１連結部材と前記第２連結部材とに挟み込まれた第１弾性体と、
前記第１連結部材と前記第２連結部材との間に設けられ、前記第１連結部材及び前記第２連結部材の少なくとも一方に当接して前記第１連結部材と前記第２連結部材との相対変位を制限する第１ストッパ手段と、
前記連結手段に設けられ、前記第１連結部材と第２連結部材との距離を調整する調整機構と、
前記第２連結部材に結合され、前記第１ストッパ手段が前記相対変位を制限した後に作動する振動低減手段と、
を備える制震装置。
【請求項２】
前記第２連結部材と、前記第２連結部材の前記第１連結部材と反対側に設けられ前記第２連結部材に対して相対変位可能とされた第３連結部材と、に挟み込まれた第２弾性体と、
前記第２連結部材と前記第３連結部材との間に設けられ、前記第２連結部材及び前記第３連結部材の少なくとも一方に当接して前記第２連結部材と前記第３連結部材との相対変位を制限する第２ストッパ手段と、
を備え、
前記連結手段が、前記第２連結部材を貫通して前記第１連結部材と前記第３連結部材とを連結し、
前記調整機構が、更に前記第２連結部材と前記第３連結部材との距離を調整する請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
前記調整機構が、前記連結手段に設けられたネジ部に取り付けられたナットの締め付け量によって前記第１連結部材と前記第２連結部材との間の距離、及び前記第２連結部材と前記第３連結部材との間の距離を変える請求項２に記載の制震装置。
【請求項４】
前記第１ストッパ手段が、前記第１弾性体が収納され該第１弾性体の端部を突出させる筒体であり、
前記第２ストッパ手段が、前記第２弾性体が収納され該第２弾性体の端部を突出させる筒体である請求項２又は請求項３に記載の制震装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を、架構に設けられたブレースに設置して構成された制震ブレース。
【請求項６】
建物と、該建物に併設された振動発生源を備える付帯設備と、の間に前記建物の高さ方向に間隔を置いて配置され前記建物と前記付帯設備と連結する複数の支持部材を備え、
前記支持部材の少なくとも一つに請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を設置した付帯設備支持構造。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を有する建物。
【請求項１】
第１連結部材と第２連結部材とを相対変位可能に連結する連結手段と、
前記第１連結部材と前記第２連結部材とに挟み込まれた第１弾性体と、
前記第１連結部材と前記第２連結部材との間に設けられ、前記第１連結部材及び前記第２連結部材の少なくとも一方に当接して前記第１連結部材と前記第２連結部材との相対変位を制限する第１ストッパ手段と、
前記連結手段に設けられ、前記第１連結部材と第２連結部材との距離を調整する調整機構と、
前記第２連結部材に結合され、前記第１ストッパ手段が前記相対変位を制限した後に作動する振動低減手段と、
を備える制震装置。
【請求項２】
前記第２連結部材と、前記第２連結部材の前記第１連結部材と反対側に設けられ前記第２連結部材に対して相対変位可能とされた第３連結部材と、に挟み込まれた第２弾性体と、
前記第２連結部材と前記第３連結部材との間に設けられ、前記第２連結部材及び前記第３連結部材の少なくとも一方に当接して前記第２連結部材と前記第３連結部材との相対変位を制限する第２ストッパ手段と、
を備え、
前記連結手段が、前記第２連結部材を貫通して前記第１連結部材と前記第３連結部材とを連結し、
前記調整機構が、更に前記第２連結部材と前記第３連結部材との距離を調整する請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
前記調整機構が、前記連結手段に設けられたネジ部に取り付けられたナットの締め付け量によって前記第１連結部材と前記第２連結部材との間の距離、及び前記第２連結部材と前記第３連結部材との間の距離を変える請求項２に記載の制震装置。
【請求項４】
前記第１ストッパ手段が、前記第１弾性体が収納され該第１弾性体の端部を突出させる筒体であり、
前記第２ストッパ手段が、前記第２弾性体が収納され該第２弾性体の端部を突出させる筒体である請求項２又は請求項３に記載の制震装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を、架構に設けられたブレースに設置して構成された制震ブレース。
【請求項６】
建物と、該建物に併設された振動発生源を備える付帯設備と、の間に前記建物の高さ方向に間隔を置いて配置され前記建物と前記付帯設備と連結する複数の支持部材を備え、
前記支持部材の少なくとも一つに請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を設置した付帯設備支持構造。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制震装置を有する建物。
【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】
【公開番号】特開２０１０−３７９０６（Ｐ２０１０−３７９０６Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０５４６７（Ｐ２００８−２０５４６７）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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