制振装置及びそれを用いた間仕切り壁
【課題】制振性能に優れた制振装置及び間仕切り壁を提供する。
【解決手段】建物の上部側で水平にのびる上側水平部材２と、上側水平部材２よりも下方を水平にのびる下側水平部材３との間に取り付けられ、上側水平部材２と下側水平部材３との間の水平力を吸収する制振装置１である。上側水平部材２に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体５と、下側水平部材３に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体６と、上部枠体５と下部枠体６との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部７とを含む。振動吸収部７は、上部枠体５と下部枠体６との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体８を有する。
【解決手段】建物の上部側で水平にのびる上側水平部材２と、上側水平部材２よりも下方を水平にのびる下側水平部材３との間に取り付けられ、上側水平部材２と下側水平部材３との間の水平力を吸収する制振装置１である。上側水平部材２に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体５と、下側水平部材３に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体６と、上部枠体５と下部枠体６との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部７とを含む。振動吸収部７は、上部枠体５と下部枠体６との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体８を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振性能に優れた制振装置及びそれを用いた間仕切り壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物に生じる振動を減衰させる装置が種々提案されている。例えば、下記特許文献１では、建物の上下の梁間に生じるせん断変形を、粘弾性体に伝えて振動エネルギーを吸収することが提案されている。また、下記特許文献２には、建物の天井裏などに所定の固有振動数を有するマスユニットを配設して振動エネルギーを吸収することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６９９５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、振幅が小さい例えば交通振動のような微振動は、各部材の締結部分の遊びなどで吸収されてしまい、粘弾性体に十分にせん断変形が生じず、ひいては制振効果が得られない場合があった。
【０００５】
また、特許文献２のような構造は、建物とマスユニットの固有振動数を合致させることが必要であるが、経年劣化や生活スタイルの変化により建物の振動特性が変化すると、本来の効果を発揮できなくなり、メンテナンスが必要となる。また、１台あたり数百キロのマスユニットを建物規模によっては複数台設置する必要があるため、設置する屋根面の補強を含めたコストの問題もある。
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、地震時等の大きな振動を早期に減衰させるのみならず、交通振動や強風などで生じる微振動についても応答性良く減衰しうる制振装置及びそれを用いた間仕切り壁を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、建物の上部側で水平にのびる上側水平部材と、前記上側水平部材よりも下方を水平にのびる下側水平部材との間に取り付けられ、前記上側水平部材と下側水平部材との間の水平力を吸収する制振装置であって、前記上側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体と、前記下側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体と、前記上部枠体と前記下部枠体との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部とを含み、前記振動吸収部は、前記上部枠体と前記下部枠体との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記上部枠体及び前記下部枠体は、平行に向き合う一対の竪材、及び該竪材の上部側を継ぐ上桟、該竪材の下部側を継ぐ下桟を含んで矩形枠を有し、かつ前記矩形枠内を斜めにのびる一対の斜材を含む請求項１記載の制振装置である。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記各竪材は、建物の間仕切り壁内を上下にのびるスタッドに添着される請求項２記載の制振装置である。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記上部枠体と前記下部枠体との間には、上部枠体の竪材と下部枠体の竪材とを連結する連結竪材が設けられ、前記連結竪材は、前記上部枠体及び前記下部枠体の水平相対変位を可能に連結する連結材を介して前記上部枠体及び下部枠体にそれぞれ取り付けられる請求項１乃至３のいずれかに記載の制振装置である。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、前記上部側ブラケットと前記下部側ブラケットとを水平変位可能に連結する板バネ片とを含み、かつ前記上部側ブラケットは、下方にのびる第１支持片を具える一方、前記下部側ブラケットは、上方にのびるとともに前記第１支持片と隙間を隔てて対向する第２支持片を具え、これら第１支持片と第２支持片との間に前記粘弾性体が固着されてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の制振装置である。
【００１２】
また、請求項６記載の発明は、前記上部側ブラケットは、前記上部枠体にボルトにて固定され、前記下部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１３】
また、請求項７記載の発明は、前記上部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体に固定され、前記下部側ブラケットは、前記下部枠体にボルトにて固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１４】
また、請求項８記載の発明は、前記上部側ブラケット及び下部側ブラケットは、それぞれボルトにて上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１５】
また、請求項９記載の発明は、前記上部側ブラケット及び前記下部側ブラケットは、それぞれ長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１６】
また、請求項１０記載の発明は、前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、これらの間を上下にのびて継ぐ一対の端部側リンクとを回転自在に枢結した四節回転連鎖をなす変位ユニット、前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられる第１支持片、及び前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられかつ前記第１支持片と向き合う第２支持片を具え、前記支持部の第１支持片と前記第２支持片との間に挟まれて固着された前記粘弾性体を含むことを特徴とする請求項１乃至４に記載の制振装置である。
【００１７】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載された制振装置の両側面が面材で覆われていることを特徴とする間仕切り壁である。
【００１８】
また、請求項１２記載の発明は、前記面材は、前記上支持体側のみに固着される上の面材と、前記下支持体側のみに固着される下の面材とを有し、前記上の面材と前記下の面材との間には、小隙間が設けられる請求項１１に記載の間仕切り壁である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の制振装置は、上側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体と、下側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体と、上部枠体と下部枠体との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部とを有する。振動吸収部は、上部枠体と下部枠体との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体を有する。
【００２０】
このような制振装置は、上部枠体と下部枠体とがトラス構造を有して高い剛性を具えるため、上側水平部材と下側水平部材との間に生じた小さな水平力でも、該上部枠体及び該下部枠体の変形等により吸収されるのが抑制される。これにより、上部枠体と下部枠体は、前記水平力による相対的な水平変位を、振動吸収部に確実に伝達でき、粘弾性体をせん断変形させて、該水平力に伴う振動エネルギーを吸収することができる。従って、本発明の制振装置は、大振動はもとより、微振動に対しても応答性良く振動エネルギーを吸収して振動を早期に減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を示す制振構造を用いた間仕切り壁の正面図である。
【図２】上部枠体を拡大して示す斜視図である。
【図３】下部枠体を拡大して示す斜視図である。
【図４】上部枠体の竪材、連結竪材、及び連結材を拡大して示す部分断面図である。
【図５】下部枠体の竪材、連結竪材、及び連結材を拡大して示す部分断面図である。
【図６】竪材と連結竪材との間で水平相対変位させた状態を説明する図である。
【図７】振動吸収部を拡大して示す斜視図である。
【図８】図７のＡ１−Ａ１断面図である。
【図９】振動吸収部が変形した状態を示す正面図である。
【図１０】図９のＡ２−Ａ２断面図である。
【図１１】他の実施形態の振動吸収部を拡大して示す斜視図である。
【図１２】図１１のＡ３−Ａ３断面図である。
【図１３】図１１の振動吸収部が変形した状態を示す正面図である。
【図１４】（ａ）は振幅０．０５mmの「荷重−上部枠体と下部枠体との相対変位」、（ｂ）は振幅０．３mmの「荷重−上部枠体と下部枠体との相対変位」を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は振幅０．０５mmの「粘弾性体の変形−上部枠体と下部枠体との相対変位」、（ｂ）は振幅０．３mmの「粘弾性体の変形−上部枠体と下部枠体との相対変位」を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１〜３に示されるように、本実施形態の制振装置１は、例えば、住宅等の建物の上部側で水平にのびる上側水平部材２と、この上側水平部材２よりも下方を水平にのびる下側水平部材３との間に取り付けられ、上側水平部材２と下側水平部材３との間の水平力を吸収して振動を減衰させるものである。なお、本実施形態では、上側水平部材２が１階部分の天井板２ａであり、下側水平部材３が１階部分の床板３ａである場合を示している。
【００２３】
本実施形態では、制振装置１が工業化住宅の間仕切り壁Ｗの内部に設けられたものを示す。
【００２４】
前記間仕切り壁Ｗは、図１に示されるように、上側水平部材２に添着されかつ水平にのびる上側ランナー３０Ａと、下側水平部材３に添着されかつ水平にのびる下側ランナー３０Ｂと、上側、下側水平部材２、３間を上下にのびる例えば断面角パイプ状の縦スタッド３１、３１とを含む軽鉄等の壁下地材、及びこの壁下地材の両側面を覆う例えば石膏ボードからなる面材３３から構成され、内部に中空部ｉが形成される。そして、本実施形態の制振装置１は、この中空部ｉ内に納められている。
【００２５】
前記上側、下側ランナー３０Ａ、３０Ｂは、図２に示されるように、ウエブ３０ａとその両端からのびる一対のフランジ３０ｂとを有する断面略溝型状をなす。また、上側ランナー３０Ａは、その溝部を下側に向けて、ウエブ３０ａを上側水平部材２にビス又は釘等によって固着される。一方、下側ランナー３０Ｂは、図１に示されるように、溝部を上側に向けて、ウエブ（図示省略）を下側水平部材３に当接させて固着される。
【００２６】
前記縦スタッド３１は、図１〜３に示されるように、断面角パイプ状に形成される。また、縦スタッド３１は、上下方向に略等間隔に３分割され、上側に配される上の縦スタッド３１Ａ、下側に配される下の縦スタッド３１Ｂ、及び該上、下の縦スタッド３１Ａ、３１Ｂ間に配される中の縦スタッド３１Ｃを含んで構成される。各縦スタッド３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃは、互いに連結しない非連結状態で配されている。
【００２７】
また、本実施形態では、横スタッド３２が設けられる。該横スタッド３２は、縦スタッド３１と同様に断面角パイプ状に形成され、上の縦スタッド３１Ａ、３１Ａの下端間を水平にのびる上の横スタッド３２Ａと、下の縦スタッド３１Ｂ、３１Ｂの上端間を水平にのびる下の横スタッド３２Ｂとを含んで構成される。
【００２８】
前記制振装置１は、図１に示されるように、上側水平部材２に固着される上部枠体５と、下側水平部材３に固着される下部枠体６と、該上部枠体５と該下部枠体６との間に取り付けられた振動吸収部７とを含んで構成される。
【００２９】
前記上部枠体５は、平行に向き合う一対の竪材１１、１１、及び該竪材１１、１１の上部側を継ぐ上桟１２、該竪材１１、１１の下部側を継ぐ下桟１３を含む矩形枠を有する。さらに、上部枠体５には、この矩形枠内を、例えば竪材１１の上部側から斜め下方にのびて下桟１３にピン接合される一対の斜材１４が含まれる。本実施形態の竪材１１、上桟１２、下桟１３及び斜材１４は、例えば、断面略溝型の軽鉄材料からなる。このような上部枠体５は、トラス構造を含むため、各部材の曲げ変形が抑制され、高い剛性を発揮できる。
【００３０】
前記竪材１１は、例えば、ウエブ１１ａとフランジ１１ｂ、１１ｂとからなる断面略溝型をなし、上の縦スタッド３１Ａと略同長さに形成される。また、竪材１１は、その溝部が内側に向けられるとともに、ウエブ１１ａが上の縦スタッド３１Ａに当接されて固着される。さらに、竪材１１の上端は、上側ランナー３０Ａの溝部の内部に嵌め込まれてビスにて固着される。これにより、上部枠体５は、上側水平部材２に一体に固着される。
【００３１】
また、竪材１１の下端には、図４に拡大して示されるように、該竪材１１の長手方向と直角な面を有して溝部を塞ぐ端部プレート１５が設けられる。この端部プレート１５には、その厚さ方向に貫通する孔部１５ｈが設けられる。
【００３２】
図２に示されるように、前記上桟１２も、竪材１１と同様、ウエブ１２ａとフランジ１２ｂ、１２ｂとを有する断面略溝型状をなす。上桟１２は、その溝部が下側に向けられるとともに、上側ランナー３０Ａよりも下方の位置で、その両端が竪材１１の溝部に嵌め込まれて溶接により一体に接合される。
【００３３】
前記下桟１３も、ウエブ１３ａと、フランジ１３ｂ、１３ｂとを有する断面略溝型をなす。また、下桟１３は、その溝部が上側に向けられるとともに、その両端が、竪材１１の下端側の溝部に嵌め込まれて一体に接合される。また、下桟１３には、その中央部側の下端から垂下する固定板１６が設けられるとともに、該固定板１６の両側に前記上の横スタッド３２Ａ、３２Ａが固着される。本実施形態の固定板１６には、その下端が凹状に切り取られた凹部１６ｃが形成される。
【００３４】
前記斜材１４は、断面略溝型をなし、その溝部が下側へ向けられて固定される。また、斜材１４の上端は、上桟１２よりも下側で、竪材１１の溝部に嵌め込まれてビスを用いてピン接合される。また、斜材１４の下端は、下桟１３の幅方向の中央部側で、該下桟１３の溝部に嵌め込まれてピン接合される。これにより、上部枠体５内にトラス構造を提供する。本実施形態では、斜材１４、１４の下端が互いに離間して接合されているが、取付形状は適宜変更してもよい。
【００３５】
次に、前記下部枠体６は、図３に示されるように、竪材２１、上桟２２、下桟２３及び斜材２４を含んで構成される。さらに、下部枠体６には、竪材２１の上端側から斜め上方に突出する一対の突片２５が含まれる。
【００３６】
前記竪材２１は、上部枠体５の前記竪材１１と同様、ウエブ２１ａと、フランジ２１ｂ、２１ｂとを含む断面略溝型をなし、下の縦スタッド３１Ｂと略同長さに設定される。この竪材２１は、ウエブ２１ａを下の縦スタッド３１Ｂに当接させて固着される。
【００３７】
また、竪材２１の上端には、その溝部を塞ぐ端部プレート２７が設けられる。この端部プレート２７には、その厚さ方向に貫通する孔部２７ｈが形成される。さらに、竪材２１の下端には、フランジ状で水平にのびる脚部プレート２６が設けられる。この脚部プレート２６が、例えばビスや釘等によって床板３ａ（図１に示す）に固着されることにより、下部枠体６と下側水平部材３とが一体に固着される。
【００３８】
前記上桟２２も、ウエブ２２ａと、フランジ２２ｂ、２２ｂとからなる断面略溝型をなす。また、上桟２２は、その溝部が下側に向けられるとともに、その両端が、竪材２１の溝部に嵌め込まれて接合される。また、上桟２２のウエブ２２ａには、下の横スタッド３２Ｂが添着される
【００３９】
前記下桟２３も、断面略溝型をなし、その溝部が上側に向けられるとともに、下側ランナー３０Ｂよりも上方の位置で、その両端が竪材２１の下側の溝部に嵌め込まれて接合される。
【００４０】
前記斜材２４は、例えばウエブ２４ａと、フランジ２４ｂ、２４ｂとからなる断面略溝型をなす。この斜材２４は、溝部が下側へ向けられるとともに、その上端が上桟２２よりも下側で、竪材２１の溝部に嵌め込まれてピン接合される。また、斜材２４の下端は、下桟２３の幅方向の中央部側で、該下桟２３の溝部に嵌め込まれてピン接合される。
【００４１】
前記突片２５も、ウエブ２５ａと、フランジ２５ｂとを有する断面略溝型をなす。該突片２５は、その溝部が上側に向けられるとともに、上桟２２よりも上方の位置で、竪材２１の溝部に嵌め込まれて、溶接等により接合される。
【００４２】
本実施形態では、図１に示されるように、上部枠体５と下部枠体６との間に、上部枠体５の竪材１１と下部枠体６の竪材２１とを連結する連結竪材２８が設けられる。この連結竪材２８は、図４、図５に示されるように、上部枠体５及び下部枠体６の相対変位を可能に連結する連結材２９を介して、竪材１１、２１にそれぞれ突き合わせて固着される。
【００４３】
前記連結竪材２８は、例えば、ウエブ２８ａと、その両側からのびる一対のフランジ２８ｂ、２８ｂとからなる断面略溝型をなし、竪材１１、２１と同様に軽鉄材料から構成される。この連結竪材２８は、その溝部を内側に向けて配される。また、連結竪材２８は、前記中の縦スタッド３１Ｃと略同長さを有して形成され、連結竪材２８のウエブ２８ａが中の縦スタッド３１Ｃ（図１に示す）に固着される。
【００４４】
また、連結竪材２８の両端には、その溝部を塞ぐ端部プレート３４、３５が設けられる。端部プレート３４、３５には、その厚さ方向に貫通する孔部３４ｈ、３５ｈがそれぞれ形成されている。
【００４５】
前記連結材２９は、連結竪材２８と上部枠体５の竪材１１とを連結する上部連結材２９Ａと、連結竪材２８と下部枠体６の竪材２１とを連結する下部連結材２９Ｂとを含む。
【００４６】
前記上部連結材２９Ａは、連結竪材２８と上部枠体５の竪材１１との間に配される座金状のスペーサ４１、該スペーサ４１を介して連結竪材２８の端部プレート３４の孔部３４ｈから竪材１１の端部プレート１５の孔部１５ｈへ挿通されるボルト４２、及び該ボルト４２に螺合するナット４３とを含んで構成される。
【００４７】
前記ボルト４２は、各孔部１５ｈ、３４ｈに挿通されるネジ軸部４２ａと、該ネジ軸部４２ａの一端に形成される頭部４２ｈと含んで構成される。このネジ軸部４２ａの山径（外径）Ｌ１は、各孔部１５ｈ、３４ｈの径Ｌ２よりも小さく設定される。これにより、竪材１１及び連結竪材２８は、図６に示されるように、互いに微小角度で相対変位可能なピン接合として連結される。
【００４８】
前記下部連結材２９Ｂも、図５に示されるように、上部連結材２９Ａと同様の構成からなり、連結竪材２８と下部枠体６の竪材２１との間に配されるスペーサ４１、該スペーサ４１を介して連結竪材２８の下側の端部プレート３５の孔部３５ｈから竪材２１の端部プレート２７の孔部２７ｈへ挿通されるボルト４２、及び該ボルト４２に螺合するナット４３を含んで構成される。
【００４９】
このような連結竪材２８は、竪材１１、２１と微小角度で相対変位可能に連結されるとともに、各竪材１１、２１、２８に固着される各スタッド３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ（図１に示す）が、非連結状態で配されている。これにより、上部枠体５及び下部枠体６は、それぞれ相対変位を可能に連結される。
【００５０】
次に、本実施形態の振動吸収部７は、図７に示されるように、上部枠体５側に取り付けられた上部側ブラケット５１と、下部枠体６に取り付けられた下部側ブラケット５２と、上部側ブラケット５１と下部側ブラケット５２とを、本実施形態では両側で連結する一対の板バネ片５３、５３とを含む。
【００５１】
前記上部側ブラケット５１は、例えば上部枠体５の下桟１３に設けられた固定板１６にボルトＢ１、ナットＮ１で固着されている。この上部側ブラケット５１は、固定板１６の前側に固着される上部前板部５６、固定板１６の後側に固着される上部後板部５７、及びこれらの間に挟まれて支持されるとともに下方にのびる第１支持片５８を含む。
【００５２】
前記上部前板部５６は、垂直面内をのびかつ固定板１６に当接する主部５６Ａと、該主部５６Ａの両端から一方側へ突出する一対のフランジ５６Ｂ、５６Ｂとを含むコ字状をなす。また、上部後板部５７も、上部前板部５６と同様に、主部５７Ａとフランジ５７Ｂ、５７Ｂとを含む。
【００５３】
上部前板部５６及び上部後板部５７は、前記固定板１６に、主部５６Ａ、５７Ａを向き合わせて、ボルトＢ１及びナットＮ１で固着される。これにより、上部側ブラケット５１には、図８に示されるように、主部５６Ａ、５６Ｂと固定板１６の凹部１６ｃとで囲まれる空間Ｓ１が形成される。
【００５４】
前記第１支持片５８は、図７、図８に示されるように、正面視略矩形の板状に形成され、その上端が空間Ｓ１に挿入される。そして、第１支持片５８は、上部前板部５６の主部５６Ａ及び上部後板部５７の主部５７Ａとの間にボルトＢ２及びナットＮ２で固着される。
【００５５】
本実施形態の下部側ブラケット５２は、前記上部前板部５６の下方に配される下部前板部６１、該下部前板部６１の後側に配される下部後板部６２、該下部前板部６１と下部後板部６２との間に挟まれる中板部６３、及び上方にのびるとともに第１支持片５８と隙間を隔てて対向する一対の第２支持片６４、６４を含む。また、下部側ブラケット５２は、図１及び図７に示されるように、一対のブレース６７、６７を介して下部枠体６に固定される。
【００５６】
前記下部前板部６１及び下部後板部６２は、図７、図８に示されれるように、上部側ブラケット５１と同様に、主部６１Ａ、６２Ａと、フランジ６１Ｂ、６１Ｂ、６２Ｂ、６２Ｂとをそれぞれ含むコ字状に構成される。中板部６３は、主部６１Ａ、６２Ａと略同一の大きさを有して略矩形の薄板状に形成される。
【００５７】
前記第２支持片６４は、正面視略矩形の板状に形成される。一対の第２支持片６４は、主部６１Ａ、６１Ｂ及び中板部６３を挟み込み、これらにボルトＢ３及びナットＮ３で固着される。これにより、下部前板部６１、下部後板部６２、中板部６３、及び第２支持片６４が一体に固着される。
【００５８】
また、第２支持片６４は、下部前板部６１及び下部後板部６２から上方にのび、第１支持片５８と隙間Ｇ１、Ｇ１を隔てて対向する。この隙間Ｇ１、Ｇ１には、粘弾性体８が配されて固着される。
【００５９】
前記粘弾性体８には、種々のものが採用でき、本実施形態ではゴムが採用される。粘弾性体８は、せん断変形が加えられると、応力と歪とがヒステリシスループを描き、該ループ内で囲まれた面積に相当するエネルギーを熱に変換して吸収することができる。
【００６０】
前記粘弾性体８には、損失正接tanδが大きい高減衰性を有する粘弾性ゴム（制振ゴム）が好適に用いられる。かかる粘弾性ゴム（制振ゴム）としては、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）の一種又は二種以上のゴムポリマーに、高減衰性を発揮させるための種々の添加剤を配合して製造することができる。高減衰性を発揮させる添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。
【００６１】
本実施形態の粘弾性体８は、略矩形状をなす一定厚さのゴムシートが用いられる。このようなシート状の粘弾性体８は、例えばゴムポリマーと添加剤とを例えば密閉式混練機などを用いて混練してゴム組成物を得、これをローラヘッド押出機等にてシート状に成形し、そこから予め定めた形状に打ち抜いたシートの１枚又は複数枚を積層して加硫成形することにより得ることができる。
【００６２】
そして、このようなシート状の粘弾性体８は、第１支持片５８と第２支持片６４との間（これは、第１支持片５８の両側に２個所ある）に挟まれてその両側面が固着されている。粘弾性体８と第１、第２支持片５８、６４との固着は、例えば、粘弾性体８の自己粘着力を利用する方法、通常の接着剤を用いる方法、又は加硫接着などのいずれかが採用できる。これにより、振動吸収部７の上部側ブラケット５１に取付けられた第１支持片５８と、下部側ブラケット５２に取付けられた第２支持片６４との間に、垂直面内を平面方向とするシート状の粘弾性体８が挟まれた状態で固着される。なお、粘弾性体８の厚さ等は、制振装置１を使用する建物の規模等に応じて適宜定めれば良いが、本実施形態では約３mmで形成されている。
【００６３】
前記一対のブレース６７は、長さ調整可能な例えばターンバックル６８（図１に示す）を有し、上端から下端に向かって互いに離間する向きで斜め下方にのびる。ブレース６７の上端部は、下部側ブラケット５２にそれぞれボルトＢ４及びナットＮ４で固着される。またブレース６７の下端は、突片２５（図１に示す）に固着される。このようなブレース６７は、下部側ブラケット５２を下方へ引っ張ることができる。
【００６４】
前記板バネ片５３は、略矩形の薄板状に形成され、上部前板部５６及び上部後板部５７のフランジ５６Ｂ、５７Ｂから、下部前板部６１及び下部後板部６２のフランジ６１Ｂ、６２Ｂまでを垂直方向にのびてボルトＢ５及びナットＮ５により固着される。これにより、上部側ブラケット５１と該下部側ブラケット５２とが、板バネ片５３によって連結される。また、板バネ片５３は、例えば、厚さが１．０〜３．０mm程度に形成されるため、曲げ剛性が弱められ可撓性を有する。従って、板バネ片５３は、上部側ブラケット５１と下部側ブラケット５２との小さな水平変位に対して柔軟に変形しうる。
【００６５】
一方、板バネ片５３は、引っ張り剛性を有するため、ブレース６７の引張力を、板バネ片５３を介して上部側ブラケット５１に作用させることができる。これにより、上部側ブラケット５１及び下部側ブラケット５２が、ボルト孔等のガタが吸収され、それぞれ上下方向へ引っ張られる。従って、本実施形態の振動吸収部７は、交通振動や強風に伴う微振動といった小さな揺れに対しても、その振動が確実に伝達されうる。なお、振動吸収部７への上下への張力は、ターンバックル６８を用いてブレース６７の長さを調節することにより、適宜調節できる。
【００６６】
以上のように構成された本実施形態の制振装置１の作用について述べる。
上側水平部材２と下側水平部材３との間に水平力が作用すると、この水平力は、上側、下側ランナー３０Ａ、３０Ｂ、上、下の縦スタッド３１Ａ、３１Ｂを介して上部枠体５及び下部枠体６に伝えられる。
【００６７】
上部枠体５及び下部枠体６は、上述のようにトラス構造を含むため高い剛性を有し、上側水平部材２と下側水平部材３との間に生じた小さな水平力によって、該上部枠体５及び該下部枠体６自体が曲げ変形等することがない。
【００６８】
また、上部枠体５及び下部枠体６は、連結竪材２８を介して、それぞれ相対変位を可能に連結される。これにより、その水平変位は、図９に示されるように、該上部枠体５から固定板１６を介して振動吸収部７の上部側ブラケット５１に伝達されるとともに、該下部枠体６からブレース６７を介して下部側ブラケット５２に伝達される。上部側ブラケット５１と下部側ブラケット５２は、可撓性を有する板バネ片５３により、水平変位可能に連結されるため、第１支持片５８及び第２支持片６４を水平変位させることができる。
【００６９】
第１支持片５８と第２支持片６４との間で挟まれた粘弾性体８には、図１０に示されるように、相対的な水平変位によりせん断変形が生じ、そのヒステリシスロスによって振動エネルギーが吸収できる。これにより、振動が早期に減衰する。
【００７０】
このように、本実施形態の制振装置１は、上部枠体５と下部枠体６とが高い剛性を有するため、上側水平部材２と下側水平部材３との間に生じた水平力によって、該上部枠体５及び該下部枠体６自身の変形等が抑制される。また、振動吸収部７は、上下に引っ張られた状態にあるため、上部枠体５と下部枠体６は、小さな水平力による相対的な水平変位を、振動吸収部７に確実に伝達でき、粘弾性体８をせん断変形させて、該水平力に伴う振動エネルギーを吸収することができる。従って、本発明の制振装置１は、大振動はもとより、微振動に対しても応答性良く振動エネルギーを吸収して振動を早期に減衰させることができる。
【００７１】
また、制振装置１は、縦方向の長さを有する上部枠体５と下部枠体６とを介して振動吸収部７が配されるため、水平力により振動や変形が比較的生じやすいブレース６７の長さを、従来の制振装置に比べて短くできる。これにより、制振装置１は、ブレース６７の振動や変形により、水平力が吸収されるのを抑制でき、小さな水平力が振動吸収部７に確実に伝達され得る。
【００７２】
しかも、ブレース６７は、その長さを短くすることにより、竪材２１とブレース６７との角度θ（図１に示す）を大きくできる。このため、本実施形態の制振装置１は、水平力に対する剛性を高めることができ、大振動も効果的に減衰しうる。さらに、本実施形態では、一対のブレース６７のみで構成されるため、水平力の吸収を最小限に抑えうる。
【００７３】
さらに、上部側ブラケット５１及び下部側ブラケット５２は、可撓性を有する板バネ片５３によって連結されるため、小さな水平変位でも該板バネ片５３が柔軟に撓み、粘弾性体８のせん断変形を阻害することもない。しかも、板バネ片５３は、引っ張り剛性が強いため、上部枠体５と下部枠体６との相対的な水平変位が過度に大きくなると、その引張力を働かせて、粘弾性体８の過度のせん断変形を一定の大きさに規制する変位規制手段として機能し、粘弾性体８等の破損を抑制できる。
【００７４】
また、本実施形態の制振装置１は、振動吸収部７が、建物の梁等の構造躯体に直接取り付けられるのではなく、上部枠体５及び下部枠体６に固着される。これにより、振動吸収部７の張力が、例えば梁等の構造躯体に直接作用しないため、梁等の曲げ変形を抑制するのに役立つ。また、このような架設方法は、梁等の躯体が無い場所にも制振装置１を設置することを可能としてプランニングの自由度を高める他、既設の間仕切り壁のスタッドを利用して容易に制振装置１を後付施工することもできる。
【００７５】
なお、ブレース６７は、該ブレース６７自体の振動や変形が振動エネルギーを吸収するのを阻害するため、該ブレース６７の軸径を大きくして剛性を高めるのが好ましい。これにより、ブレース６７は、小さな揺れであっても、それを振動吸収部７に確実に伝達しうる。
【００７６】
本実施形態では、上部側ブラケット５１が上部枠体５にボルトＢ１にて固定されるとともに、下部側ブラケット５２がブレース６７を介して下部枠体６に固定されるものが例示されたが、この態様に限定されることはない。例えば、上部側ブラケット５１がブレース６７を介して上部枠体５に固定されるとともに、下部側ブラケット５２が下部枠体６にボルトＢ１にて固定されるものでもよい。さらには、上部側ブラケット５１及び下部側ブラケット５２のそれぞれが、ボルトＢ１を介して上部枠体５、及び下部枠体６に固定されるものでも、又はブレース６７を介して固定されるものでもよい。前者の場合、上部枠体５及び下部枠体６の縦方向の長さを上記実施形態よりも大きくすればよい。
【００７７】
なお、本実施形態の制振装置１を組み込んだ間仕切り壁Ｗでは、図１に示したように、両側面にそれぞれ配される面材３３は、例えば２分割されかつ２mm程度の小隙間を介在させてそれぞれ独立して配された上下の面材３３Ａ、３３Ｂからなる。各面材３３Ａ、３３Ｂは、例えば、上側、下側ランナー３０Ａ、３０Ｂ、上、下の縦スタッド３１Ａ、３１Ｂ、及び横スタッド３２に固着される。これにより、振動時、上下の面材３３Ａ、３３Ｂ間に相対変位を作り出し、制振壁パネルの面内せん断剛性が過度に上昇するのを防止できる。これは、粘弾性体８に確実に振動エネルギーを伝達するのに役立つ。なお、面材は、左右に２分割することもできる。
【００７８】
図１１乃至図１３には、本発明の他の実施形態の振動吸収部７が示される。
この実施形態の振動吸収部７は、図１１及び図１２に示されるように、上部側ブラケット７６、その下方に配される下部側ブラケット７７、これら上部側ブラケット７６と下部側ブラケット７７との間を上下にのびて継ぐ左右一対の端部側リンク７８、７９、前記リンク等の何れかに設けられる第１支持片８１、該第１支持片８１と向き合う第２支持片８２、及び第１支持片８１と第２支持片８２との間に接着される粘弾性体８とを含む変位ユニット７０として構成される。
【００７９】
本実施形態では、上部側ブラケット７６と下部側ブラケット７７とが、同一の長さを有するとともに、両側の端部側リンク７８、７９が互いに同一の長さを有する。
【００８０】
本実施形態の上部側ブラケット７６は、例えば、垂直面内をのびる前板部７６Ａと、この前板部７６Ａに固定板１６を介して固着される後板部７６Ｂとを含んで構成される。前板部７６Ａと後板部７６Ｂには、その両側から下方へ突出する凸部７６ｃ、７６ｃが設けられ、実質的に同一形状を有する。
【００８１】
前記下部側ブラケット７７も、例えば、垂直面内をのびる前板部７７Ａと、この前板部７７Ａにスペーサ７７Ｓを介して固着される後板部７７Ｂとを含んで構成される。前板部７７Ａと後板部７７Ｂには、その両側から上方へ突出する凸部７７ｃ、７７ｃが設けられ、実質的に同一形成を有する。
【００８２】
前記端部側リンク７８、７９は、垂直面内を上下にのびる略矩形の板状に形成される。また、端部側リンク７８、７９は、上部側ブラケット７６の凸部７６ｃ、７６ｃと下部側ブラケット７７の凸部７７ｃ、７７ｃとの間に配されて、ボルトＢ６及びナットＮ６等で回転自在に連結される。
【００８３】
これにより、変位ユニット７０は、上部側ブラケット７６、下部側ブラケット７７、端部側リンク７８、７９が回転自在な回り対偶８３で環状に枢結されることにより四節回転連鎖として、平行リンク機構を構成している。なお、変位ユニット７０は、金属材料からなるが、その具体的な形状や長さ等は、例示の態様に限定されることなく種々の態様に変形することができるのは言うまでもない。
【００８４】
本実施形態において、第１支持片８１は、図において、左側（一方）の端部側リンク７８の例えば前側（図１１において紙面の手前側を前、紙面の奥側を後とする。）にボルトＢ７及びナットＮ７によって固着される。また、第１支持片８１の右側（他方）の端部は、上部側ブラケット７６、下部側ブラケット７７、端部側リンク７８、７９が囲む略矩形の空間内に突出している。ただし、第１支持片８１は、右側（他方）の端部側リンク７９とは干渉しない長さで突出している。
【００８５】
他方、第２支持片８２は、図において右側（他方）の端部側リンク７９の後側にボルトＢ８及びナットＮ８によって固着されている。また、第２支持片８２の左側（一方）の端部は、上部側ブラケット７６、下部側ブラケット７７、端部側リンク７８、７９が囲む略矩形の空間内に突出するとともに、第１支持片８１と互いに平行に向き合うように配置されている。第２支持片８２も、左側（一方）の端部側リンク７８とは干渉しない長さで突出している。このように、第１支持片８１と第２支持片８２は、互いに干渉することなく、それぞれ互い違いにかつ隙間を隔てて向き合って配される。そして、これらの間に、粘弾性体８が固着されている。
【００８６】
以上のように構成された本実施形態の振動吸収部７（変位ユニット７０）の作用について述べる。
上部枠体５及び下部枠体６の水平変位は、上部枠体５の下桟１３から変位ユニット７０の上部側ブラケット５１に伝達されるとともに、該下部枠体６からブレース６７を介して下部側ブラケット５２に伝達される。
【００８７】
前記変位ユニット７０は、回動自在な四節回転連鎖をなすため、小さな外力でも容易に変形できる。従って、変位ユニット７０は、上部枠体５及び下部枠体６を介して伝達される上側水平部材２と下側水平部材３との間の僅かな水平力（相対水平変位）でも、確実に菱形に変形する。
【００８８】
このように、変位ユニット７０が変形することにより、第１支持片８１と第２支持片８２との間で挟まれた粘弾性体８には、せん断変形が生じ、そのヒステリシスロスによって振動エネルギーを吸収できる。これにより、振動が早期に減衰する。
【００８９】
また、本実施形態では、変位ユニット７０において、上部側ブラケット７６（及び下部側ブラケット７７）のリンク長さａが、端部側リンク７８及び７９のリンク長さｂよりも大きく形成されている。この例では、リンク長さの比（ａ／ｂ）が、約４．０である。
【００９０】
このような変位ユニット７０では、水平方向のせん断変位を、約４倍に増幅させて粘弾性体８に与えることができる。換言すれば、より小さな水平力（微振動）でも確実に粘弾性体８に大きなせん断変形を与えて振動エネルギーを吸収できる点で好ましい。
【００９１】
前記リンク長さの比（ａ／ｂ）については、特に限定されるものではなく、使用される建物の規模や想定される水平力に応じて種々定めることができるが、小さすぎると、前記効果が十分に発現しないし、逆に、大きすぎるとブレース等にも大きな負荷が作用するため補強構造が必要になる他、納まり上の問題もある。このような観点より、工業化住宅の間仕切り壁等に設置する場合には、前記リンク長さの比（ａ／ｂ）は、例えば２〜４程度で定めるのが好ましい。
【００９２】
なお、この実施形態では、上述の通り、粘弾性体８に増幅させてせん断変位を伝えることができる。しかしながら、粘弾性体８に生じるせん断変形が大きくなると、粘弾性体８の損傷等のおそれがある。そこで、図１３に示されるように、粘弾性体８のせん断変位を一定の大きさに規制する変位規制手段８４を設けることが望ましい。
【００９３】
この変位規制手段８４は、粘弾性体８のせん断変位が一定量（本実施形態では、粘弾性体８の厚さに相当する３mm以上）になると、第１支持片８１の先端部が上部側ブラケット７６の下縁面７６ｅに、かつ第２支持片８２の先端が下部側ブラケット７７の上縁部７７ｅにそれぞれ当接し、変位ユニット７０の変形が拘束される。これにより、粘弾性体８に過度のせん断変形が生じることによる損傷を効果的に防止することができる。
【００９４】
この実施形態の変位ユニット７０では、第１支持片８１及び第２支持片８２が、端部側リンク７８、７９に設けられるものが例示されたが、上部側ブラケット７６及び下部側ブラケット７７にそれぞれ設けられるものでもよい。
【００９５】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００９６】
図１に示される制振装置を用いた間仕切り壁を試作し、振動台を用いて微小振幅載荷実験を行い、本制振装置の性能を確認した。本実験では、上側水平部材を反力架台に、下側水平部材を振動台にそれぞれ固定し、振動数０．０１Ｈｚ、振幅０．０５mm、０．３mmの正弦波で該振動台を加振して、間仕り切壁に水平方向の強制変位を与えた。実験結果は、「荷重（Ｎ）−上部枠体と下部枠体との相対変位（mm）」を図１４に、及び「粘弾性体の変形（mm）−上部枠体と下部枠体との相対変位（mm）」を図１５に、それぞれ示す。
【００９７】
実験の結果、実施例の制振装置は、図１４（ａ）に示されるように、振幅０．０５mmという極微小変形時からループを描き、エネルギー吸収効果を発揮していることが分かった。また、実施例の制振装置は、図１５（ａ）に示されるように、振幅０．０５mmから粘弾性体がせん断変位し、振動エネルギーを吸収できることが確認できた。
【符号の説明】
【００９８】
１ 制振装置
２ 上側水平部材
３ 下側水平部材
５ 上部枠体
６ 下部枠体
７ 振動吸収部
８ 粘弾性体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振性能に優れた制振装置及びそれを用いた間仕切り壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物に生じる振動を減衰させる装置が種々提案されている。例えば、下記特許文献１では、建物の上下の梁間に生じるせん断変形を、粘弾性体に伝えて振動エネルギーを吸収することが提案されている。また、下記特許文献２には、建物の天井裏などに所定の固有振動数を有するマスユニットを配設して振動エネルギーを吸収することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６９９５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、振幅が小さい例えば交通振動のような微振動は、各部材の締結部分の遊びなどで吸収されてしまい、粘弾性体に十分にせん断変形が生じず、ひいては制振効果が得られない場合があった。
【０００５】
また、特許文献２のような構造は、建物とマスユニットの固有振動数を合致させることが必要であるが、経年劣化や生活スタイルの変化により建物の振動特性が変化すると、本来の効果を発揮できなくなり、メンテナンスが必要となる。また、１台あたり数百キロのマスユニットを建物規模によっては複数台設置する必要があるため、設置する屋根面の補強を含めたコストの問題もある。
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、地震時等の大きな振動を早期に減衰させるのみならず、交通振動や強風などで生じる微振動についても応答性良く減衰しうる制振装置及びそれを用いた間仕切り壁を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、建物の上部側で水平にのびる上側水平部材と、前記上側水平部材よりも下方を水平にのびる下側水平部材との間に取り付けられ、前記上側水平部材と下側水平部材との間の水平力を吸収する制振装置であって、前記上側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体と、前記下側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体と、前記上部枠体と前記下部枠体との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部とを含み、前記振動吸収部は、前記上部枠体と前記下部枠体との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記上部枠体及び前記下部枠体は、平行に向き合う一対の竪材、及び該竪材の上部側を継ぐ上桟、該竪材の下部側を継ぐ下桟を含んで矩形枠を有し、かつ前記矩形枠内を斜めにのびる一対の斜材を含む請求項１記載の制振装置である。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記各竪材は、建物の間仕切り壁内を上下にのびるスタッドに添着される請求項２記載の制振装置である。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記上部枠体と前記下部枠体との間には、上部枠体の竪材と下部枠体の竪材とを連結する連結竪材が設けられ、前記連結竪材は、前記上部枠体及び前記下部枠体の水平相対変位を可能に連結する連結材を介して前記上部枠体及び下部枠体にそれぞれ取り付けられる請求項１乃至３のいずれかに記載の制振装置である。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、前記上部側ブラケットと前記下部側ブラケットとを水平変位可能に連結する板バネ片とを含み、かつ前記上部側ブラケットは、下方にのびる第１支持片を具える一方、前記下部側ブラケットは、上方にのびるとともに前記第１支持片と隙間を隔てて対向する第２支持片を具え、これら第１支持片と第２支持片との間に前記粘弾性体が固着されてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の制振装置である。
【００１２】
また、請求項６記載の発明は、前記上部側ブラケットは、前記上部枠体にボルトにて固定され、前記下部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１３】
また、請求項７記載の発明は、前記上部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体に固定され、前記下部側ブラケットは、前記下部枠体にボルトにて固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１４】
また、請求項８記載の発明は、前記上部側ブラケット及び下部側ブラケットは、それぞれボルトにて上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１５】
また、請求項９記載の発明は、前記上部側ブラケット及び前記下部側ブラケットは、それぞれ長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置である。
【００１６】
また、請求項１０記載の発明は、前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、これらの間を上下にのびて継ぐ一対の端部側リンクとを回転自在に枢結した四節回転連鎖をなす変位ユニット、前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられる第１支持片、及び前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられかつ前記第１支持片と向き合う第２支持片を具え、前記支持部の第１支持片と前記第２支持片との間に挟まれて固着された前記粘弾性体を含むことを特徴とする請求項１乃至４に記載の制振装置である。
【００１７】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載された制振装置の両側面が面材で覆われていることを特徴とする間仕切り壁である。
【００１８】
また、請求項１２記載の発明は、前記面材は、前記上支持体側のみに固着される上の面材と、前記下支持体側のみに固着される下の面材とを有し、前記上の面材と前記下の面材との間には、小隙間が設けられる請求項１１に記載の間仕切り壁である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の制振装置は、上側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体と、下側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体と、上部枠体と下部枠体との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部とを有する。振動吸収部は、上部枠体と下部枠体との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体を有する。
【００２０】
このような制振装置は、上部枠体と下部枠体とがトラス構造を有して高い剛性を具えるため、上側水平部材と下側水平部材との間に生じた小さな水平力でも、該上部枠体及び該下部枠体の変形等により吸収されるのが抑制される。これにより、上部枠体と下部枠体は、前記水平力による相対的な水平変位を、振動吸収部に確実に伝達でき、粘弾性体をせん断変形させて、該水平力に伴う振動エネルギーを吸収することができる。従って、本発明の制振装置は、大振動はもとより、微振動に対しても応答性良く振動エネルギーを吸収して振動を早期に減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を示す制振構造を用いた間仕切り壁の正面図である。
【図２】上部枠体を拡大して示す斜視図である。
【図３】下部枠体を拡大して示す斜視図である。
【図４】上部枠体の竪材、連結竪材、及び連結材を拡大して示す部分断面図である。
【図５】下部枠体の竪材、連結竪材、及び連結材を拡大して示す部分断面図である。
【図６】竪材と連結竪材との間で水平相対変位させた状態を説明する図である。
【図７】振動吸収部を拡大して示す斜視図である。
【図８】図７のＡ１−Ａ１断面図である。
【図９】振動吸収部が変形した状態を示す正面図である。
【図１０】図９のＡ２−Ａ２断面図である。
【図１１】他の実施形態の振動吸収部を拡大して示す斜視図である。
【図１２】図１１のＡ３−Ａ３断面図である。
【図１３】図１１の振動吸収部が変形した状態を示す正面図である。
【図１４】（ａ）は振幅０．０５mmの「荷重−上部枠体と下部枠体との相対変位」、（ｂ）は振幅０．３mmの「荷重−上部枠体と下部枠体との相対変位」を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は振幅０．０５mmの「粘弾性体の変形−上部枠体と下部枠体との相対変位」、（ｂ）は振幅０．３mmの「粘弾性体の変形−上部枠体と下部枠体との相対変位」を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１〜３に示されるように、本実施形態の制振装置１は、例えば、住宅等の建物の上部側で水平にのびる上側水平部材２と、この上側水平部材２よりも下方を水平にのびる下側水平部材３との間に取り付けられ、上側水平部材２と下側水平部材３との間の水平力を吸収して振動を減衰させるものである。なお、本実施形態では、上側水平部材２が１階部分の天井板２ａであり、下側水平部材３が１階部分の床板３ａである場合を示している。
【００２３】
本実施形態では、制振装置１が工業化住宅の間仕切り壁Ｗの内部に設けられたものを示す。
【００２４】
前記間仕切り壁Ｗは、図１に示されるように、上側水平部材２に添着されかつ水平にのびる上側ランナー３０Ａと、下側水平部材３に添着されかつ水平にのびる下側ランナー３０Ｂと、上側、下側水平部材２、３間を上下にのびる例えば断面角パイプ状の縦スタッド３１、３１とを含む軽鉄等の壁下地材、及びこの壁下地材の両側面を覆う例えば石膏ボードからなる面材３３から構成され、内部に中空部ｉが形成される。そして、本実施形態の制振装置１は、この中空部ｉ内に納められている。
【００２５】
前記上側、下側ランナー３０Ａ、３０Ｂは、図２に示されるように、ウエブ３０ａとその両端からのびる一対のフランジ３０ｂとを有する断面略溝型状をなす。また、上側ランナー３０Ａは、その溝部を下側に向けて、ウエブ３０ａを上側水平部材２にビス又は釘等によって固着される。一方、下側ランナー３０Ｂは、図１に示されるように、溝部を上側に向けて、ウエブ（図示省略）を下側水平部材３に当接させて固着される。
【００２６】
前記縦スタッド３１は、図１〜３に示されるように、断面角パイプ状に形成される。また、縦スタッド３１は、上下方向に略等間隔に３分割され、上側に配される上の縦スタッド３１Ａ、下側に配される下の縦スタッド３１Ｂ、及び該上、下の縦スタッド３１Ａ、３１Ｂ間に配される中の縦スタッド３１Ｃを含んで構成される。各縦スタッド３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃは、互いに連結しない非連結状態で配されている。
【００２７】
また、本実施形態では、横スタッド３２が設けられる。該横スタッド３２は、縦スタッド３１と同様に断面角パイプ状に形成され、上の縦スタッド３１Ａ、３１Ａの下端間を水平にのびる上の横スタッド３２Ａと、下の縦スタッド３１Ｂ、３１Ｂの上端間を水平にのびる下の横スタッド３２Ｂとを含んで構成される。
【００２８】
前記制振装置１は、図１に示されるように、上側水平部材２に固着される上部枠体５と、下側水平部材３に固着される下部枠体６と、該上部枠体５と該下部枠体６との間に取り付けられた振動吸収部７とを含んで構成される。
【００２９】
前記上部枠体５は、平行に向き合う一対の竪材１１、１１、及び該竪材１１、１１の上部側を継ぐ上桟１２、該竪材１１、１１の下部側を継ぐ下桟１３を含む矩形枠を有する。さらに、上部枠体５には、この矩形枠内を、例えば竪材１１の上部側から斜め下方にのびて下桟１３にピン接合される一対の斜材１４が含まれる。本実施形態の竪材１１、上桟１２、下桟１３及び斜材１４は、例えば、断面略溝型の軽鉄材料からなる。このような上部枠体５は、トラス構造を含むため、各部材の曲げ変形が抑制され、高い剛性を発揮できる。
【００３０】
前記竪材１１は、例えば、ウエブ１１ａとフランジ１１ｂ、１１ｂとからなる断面略溝型をなし、上の縦スタッド３１Ａと略同長さに形成される。また、竪材１１は、その溝部が内側に向けられるとともに、ウエブ１１ａが上の縦スタッド３１Ａに当接されて固着される。さらに、竪材１１の上端は、上側ランナー３０Ａの溝部の内部に嵌め込まれてビスにて固着される。これにより、上部枠体５は、上側水平部材２に一体に固着される。
【００３１】
また、竪材１１の下端には、図４に拡大して示されるように、該竪材１１の長手方向と直角な面を有して溝部を塞ぐ端部プレート１５が設けられる。この端部プレート１５には、その厚さ方向に貫通する孔部１５ｈが設けられる。
【００３２】
図２に示されるように、前記上桟１２も、竪材１１と同様、ウエブ１２ａとフランジ１２ｂ、１２ｂとを有する断面略溝型状をなす。上桟１２は、その溝部が下側に向けられるとともに、上側ランナー３０Ａよりも下方の位置で、その両端が竪材１１の溝部に嵌め込まれて溶接により一体に接合される。
【００３３】
前記下桟１３も、ウエブ１３ａと、フランジ１３ｂ、１３ｂとを有する断面略溝型をなす。また、下桟１３は、その溝部が上側に向けられるとともに、その両端が、竪材１１の下端側の溝部に嵌め込まれて一体に接合される。また、下桟１３には、その中央部側の下端から垂下する固定板１６が設けられるとともに、該固定板１６の両側に前記上の横スタッド３２Ａ、３２Ａが固着される。本実施形態の固定板１６には、その下端が凹状に切り取られた凹部１６ｃが形成される。
【００３４】
前記斜材１４は、断面略溝型をなし、その溝部が下側へ向けられて固定される。また、斜材１４の上端は、上桟１２よりも下側で、竪材１１の溝部に嵌め込まれてビスを用いてピン接合される。また、斜材１４の下端は、下桟１３の幅方向の中央部側で、該下桟１３の溝部に嵌め込まれてピン接合される。これにより、上部枠体５内にトラス構造を提供する。本実施形態では、斜材１４、１４の下端が互いに離間して接合されているが、取付形状は適宜変更してもよい。
【００３５】
次に、前記下部枠体６は、図３に示されるように、竪材２１、上桟２２、下桟２３及び斜材２４を含んで構成される。さらに、下部枠体６には、竪材２１の上端側から斜め上方に突出する一対の突片２５が含まれる。
【００３６】
前記竪材２１は、上部枠体５の前記竪材１１と同様、ウエブ２１ａと、フランジ２１ｂ、２１ｂとを含む断面略溝型をなし、下の縦スタッド３１Ｂと略同長さに設定される。この竪材２１は、ウエブ２１ａを下の縦スタッド３１Ｂに当接させて固着される。
【００３７】
また、竪材２１の上端には、その溝部を塞ぐ端部プレート２７が設けられる。この端部プレート２７には、その厚さ方向に貫通する孔部２７ｈが形成される。さらに、竪材２１の下端には、フランジ状で水平にのびる脚部プレート２６が設けられる。この脚部プレート２６が、例えばビスや釘等によって床板３ａ（図１に示す）に固着されることにより、下部枠体６と下側水平部材３とが一体に固着される。
【００３８】
前記上桟２２も、ウエブ２２ａと、フランジ２２ｂ、２２ｂとからなる断面略溝型をなす。また、上桟２２は、その溝部が下側に向けられるとともに、その両端が、竪材２１の溝部に嵌め込まれて接合される。また、上桟２２のウエブ２２ａには、下の横スタッド３２Ｂが添着される
【００３９】
前記下桟２３も、断面略溝型をなし、その溝部が上側に向けられるとともに、下側ランナー３０Ｂよりも上方の位置で、その両端が竪材２１の下側の溝部に嵌め込まれて接合される。
【００４０】
前記斜材２４は、例えばウエブ２４ａと、フランジ２４ｂ、２４ｂとからなる断面略溝型をなす。この斜材２４は、溝部が下側へ向けられるとともに、その上端が上桟２２よりも下側で、竪材２１の溝部に嵌め込まれてピン接合される。また、斜材２４の下端は、下桟２３の幅方向の中央部側で、該下桟２３の溝部に嵌め込まれてピン接合される。
【００４１】
前記突片２５も、ウエブ２５ａと、フランジ２５ｂとを有する断面略溝型をなす。該突片２５は、その溝部が上側に向けられるとともに、上桟２２よりも上方の位置で、竪材２１の溝部に嵌め込まれて、溶接等により接合される。
【００４２】
本実施形態では、図１に示されるように、上部枠体５と下部枠体６との間に、上部枠体５の竪材１１と下部枠体６の竪材２１とを連結する連結竪材２８が設けられる。この連結竪材２８は、図４、図５に示されるように、上部枠体５及び下部枠体６の相対変位を可能に連結する連結材２９を介して、竪材１１、２１にそれぞれ突き合わせて固着される。
【００４３】
前記連結竪材２８は、例えば、ウエブ２８ａと、その両側からのびる一対のフランジ２８ｂ、２８ｂとからなる断面略溝型をなし、竪材１１、２１と同様に軽鉄材料から構成される。この連結竪材２８は、その溝部を内側に向けて配される。また、連結竪材２８は、前記中の縦スタッド３１Ｃと略同長さを有して形成され、連結竪材２８のウエブ２８ａが中の縦スタッド３１Ｃ（図１に示す）に固着される。
【００４４】
また、連結竪材２８の両端には、その溝部を塞ぐ端部プレート３４、３５が設けられる。端部プレート３４、３５には、その厚さ方向に貫通する孔部３４ｈ、３５ｈがそれぞれ形成されている。
【００４５】
前記連結材２９は、連結竪材２８と上部枠体５の竪材１１とを連結する上部連結材２９Ａと、連結竪材２８と下部枠体６の竪材２１とを連結する下部連結材２９Ｂとを含む。
【００４６】
前記上部連結材２９Ａは、連結竪材２８と上部枠体５の竪材１１との間に配される座金状のスペーサ４１、該スペーサ４１を介して連結竪材２８の端部プレート３４の孔部３４ｈから竪材１１の端部プレート１５の孔部１５ｈへ挿通されるボルト４２、及び該ボルト４２に螺合するナット４３とを含んで構成される。
【００４７】
前記ボルト４２は、各孔部１５ｈ、３４ｈに挿通されるネジ軸部４２ａと、該ネジ軸部４２ａの一端に形成される頭部４２ｈと含んで構成される。このネジ軸部４２ａの山径（外径）Ｌ１は、各孔部１５ｈ、３４ｈの径Ｌ２よりも小さく設定される。これにより、竪材１１及び連結竪材２８は、図６に示されるように、互いに微小角度で相対変位可能なピン接合として連結される。
【００４８】
前記下部連結材２９Ｂも、図５に示されるように、上部連結材２９Ａと同様の構成からなり、連結竪材２８と下部枠体６の竪材２１との間に配されるスペーサ４１、該スペーサ４１を介して連結竪材２８の下側の端部プレート３５の孔部３５ｈから竪材２１の端部プレート２７の孔部２７ｈへ挿通されるボルト４２、及び該ボルト４２に螺合するナット４３を含んで構成される。
【００４９】
このような連結竪材２８は、竪材１１、２１と微小角度で相対変位可能に連結されるとともに、各竪材１１、２１、２８に固着される各スタッド３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ（図１に示す）が、非連結状態で配されている。これにより、上部枠体５及び下部枠体６は、それぞれ相対変位を可能に連結される。
【００５０】
次に、本実施形態の振動吸収部７は、図７に示されるように、上部枠体５側に取り付けられた上部側ブラケット５１と、下部枠体６に取り付けられた下部側ブラケット５２と、上部側ブラケット５１と下部側ブラケット５２とを、本実施形態では両側で連結する一対の板バネ片５３、５３とを含む。
【００５１】
前記上部側ブラケット５１は、例えば上部枠体５の下桟１３に設けられた固定板１６にボルトＢ１、ナットＮ１で固着されている。この上部側ブラケット５１は、固定板１６の前側に固着される上部前板部５６、固定板１６の後側に固着される上部後板部５７、及びこれらの間に挟まれて支持されるとともに下方にのびる第１支持片５８を含む。
【００５２】
前記上部前板部５６は、垂直面内をのびかつ固定板１６に当接する主部５６Ａと、該主部５６Ａの両端から一方側へ突出する一対のフランジ５６Ｂ、５６Ｂとを含むコ字状をなす。また、上部後板部５７も、上部前板部５６と同様に、主部５７Ａとフランジ５７Ｂ、５７Ｂとを含む。
【００５３】
上部前板部５６及び上部後板部５７は、前記固定板１６に、主部５６Ａ、５７Ａを向き合わせて、ボルトＢ１及びナットＮ１で固着される。これにより、上部側ブラケット５１には、図８に示されるように、主部５６Ａ、５６Ｂと固定板１６の凹部１６ｃとで囲まれる空間Ｓ１が形成される。
【００５４】
前記第１支持片５８は、図７、図８に示されるように、正面視略矩形の板状に形成され、その上端が空間Ｓ１に挿入される。そして、第１支持片５８は、上部前板部５６の主部５６Ａ及び上部後板部５７の主部５７Ａとの間にボルトＢ２及びナットＮ２で固着される。
【００５５】
本実施形態の下部側ブラケット５２は、前記上部前板部５６の下方に配される下部前板部６１、該下部前板部６１の後側に配される下部後板部６２、該下部前板部６１と下部後板部６２との間に挟まれる中板部６３、及び上方にのびるとともに第１支持片５８と隙間を隔てて対向する一対の第２支持片６４、６４を含む。また、下部側ブラケット５２は、図１及び図７に示されるように、一対のブレース６７、６７を介して下部枠体６に固定される。
【００５６】
前記下部前板部６１及び下部後板部６２は、図７、図８に示されれるように、上部側ブラケット５１と同様に、主部６１Ａ、６２Ａと、フランジ６１Ｂ、６１Ｂ、６２Ｂ、６２Ｂとをそれぞれ含むコ字状に構成される。中板部６３は、主部６１Ａ、６２Ａと略同一の大きさを有して略矩形の薄板状に形成される。
【００５７】
前記第２支持片６４は、正面視略矩形の板状に形成される。一対の第２支持片６４は、主部６１Ａ、６１Ｂ及び中板部６３を挟み込み、これらにボルトＢ３及びナットＮ３で固着される。これにより、下部前板部６１、下部後板部６２、中板部６３、及び第２支持片６４が一体に固着される。
【００５８】
また、第２支持片６４は、下部前板部６１及び下部後板部６２から上方にのび、第１支持片５８と隙間Ｇ１、Ｇ１を隔てて対向する。この隙間Ｇ１、Ｇ１には、粘弾性体８が配されて固着される。
【００５９】
前記粘弾性体８には、種々のものが採用でき、本実施形態ではゴムが採用される。粘弾性体８は、せん断変形が加えられると、応力と歪とがヒステリシスループを描き、該ループ内で囲まれた面積に相当するエネルギーを熱に変換して吸収することができる。
【００６０】
前記粘弾性体８には、損失正接tanδが大きい高減衰性を有する粘弾性ゴム（制振ゴム）が好適に用いられる。かかる粘弾性ゴム（制振ゴム）としては、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）の一種又は二種以上のゴムポリマーに、高減衰性を発揮させるための種々の添加剤を配合して製造することができる。高減衰性を発揮させる添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。
【００６１】
本実施形態の粘弾性体８は、略矩形状をなす一定厚さのゴムシートが用いられる。このようなシート状の粘弾性体８は、例えばゴムポリマーと添加剤とを例えば密閉式混練機などを用いて混練してゴム組成物を得、これをローラヘッド押出機等にてシート状に成形し、そこから予め定めた形状に打ち抜いたシートの１枚又は複数枚を積層して加硫成形することにより得ることができる。
【００６２】
そして、このようなシート状の粘弾性体８は、第１支持片５８と第２支持片６４との間（これは、第１支持片５８の両側に２個所ある）に挟まれてその両側面が固着されている。粘弾性体８と第１、第２支持片５８、６４との固着は、例えば、粘弾性体８の自己粘着力を利用する方法、通常の接着剤を用いる方法、又は加硫接着などのいずれかが採用できる。これにより、振動吸収部７の上部側ブラケット５１に取付けられた第１支持片５８と、下部側ブラケット５２に取付けられた第２支持片６４との間に、垂直面内を平面方向とするシート状の粘弾性体８が挟まれた状態で固着される。なお、粘弾性体８の厚さ等は、制振装置１を使用する建物の規模等に応じて適宜定めれば良いが、本実施形態では約３mmで形成されている。
【００６３】
前記一対のブレース６７は、長さ調整可能な例えばターンバックル６８（図１に示す）を有し、上端から下端に向かって互いに離間する向きで斜め下方にのびる。ブレース６７の上端部は、下部側ブラケット５２にそれぞれボルトＢ４及びナットＮ４で固着される。またブレース６７の下端は、突片２５（図１に示す）に固着される。このようなブレース６７は、下部側ブラケット５２を下方へ引っ張ることができる。
【００６４】
前記板バネ片５３は、略矩形の薄板状に形成され、上部前板部５６及び上部後板部５７のフランジ５６Ｂ、５７Ｂから、下部前板部６１及び下部後板部６２のフランジ６１Ｂ、６２Ｂまでを垂直方向にのびてボルトＢ５及びナットＮ５により固着される。これにより、上部側ブラケット５１と該下部側ブラケット５２とが、板バネ片５３によって連結される。また、板バネ片５３は、例えば、厚さが１．０〜３．０mm程度に形成されるため、曲げ剛性が弱められ可撓性を有する。従って、板バネ片５３は、上部側ブラケット５１と下部側ブラケット５２との小さな水平変位に対して柔軟に変形しうる。
【００６５】
一方、板バネ片５３は、引っ張り剛性を有するため、ブレース６７の引張力を、板バネ片５３を介して上部側ブラケット５１に作用させることができる。これにより、上部側ブラケット５１及び下部側ブラケット５２が、ボルト孔等のガタが吸収され、それぞれ上下方向へ引っ張られる。従って、本実施形態の振動吸収部７は、交通振動や強風に伴う微振動といった小さな揺れに対しても、その振動が確実に伝達されうる。なお、振動吸収部７への上下への張力は、ターンバックル６８を用いてブレース６７の長さを調節することにより、適宜調節できる。
【００６６】
以上のように構成された本実施形態の制振装置１の作用について述べる。
上側水平部材２と下側水平部材３との間に水平力が作用すると、この水平力は、上側、下側ランナー３０Ａ、３０Ｂ、上、下の縦スタッド３１Ａ、３１Ｂを介して上部枠体５及び下部枠体６に伝えられる。
【００６７】
上部枠体５及び下部枠体６は、上述のようにトラス構造を含むため高い剛性を有し、上側水平部材２と下側水平部材３との間に生じた小さな水平力によって、該上部枠体５及び該下部枠体６自体が曲げ変形等することがない。
【００６８】
また、上部枠体５及び下部枠体６は、連結竪材２８を介して、それぞれ相対変位を可能に連結される。これにより、その水平変位は、図９に示されるように、該上部枠体５から固定板１６を介して振動吸収部７の上部側ブラケット５１に伝達されるとともに、該下部枠体６からブレース６７を介して下部側ブラケット５２に伝達される。上部側ブラケット５１と下部側ブラケット５２は、可撓性を有する板バネ片５３により、水平変位可能に連結されるため、第１支持片５８及び第２支持片６４を水平変位させることができる。
【００６９】
第１支持片５８と第２支持片６４との間で挟まれた粘弾性体８には、図１０に示されるように、相対的な水平変位によりせん断変形が生じ、そのヒステリシスロスによって振動エネルギーが吸収できる。これにより、振動が早期に減衰する。
【００７０】
このように、本実施形態の制振装置１は、上部枠体５と下部枠体６とが高い剛性を有するため、上側水平部材２と下側水平部材３との間に生じた水平力によって、該上部枠体５及び該下部枠体６自身の変形等が抑制される。また、振動吸収部７は、上下に引っ張られた状態にあるため、上部枠体５と下部枠体６は、小さな水平力による相対的な水平変位を、振動吸収部７に確実に伝達でき、粘弾性体８をせん断変形させて、該水平力に伴う振動エネルギーを吸収することができる。従って、本発明の制振装置１は、大振動はもとより、微振動に対しても応答性良く振動エネルギーを吸収して振動を早期に減衰させることができる。
【００７１】
また、制振装置１は、縦方向の長さを有する上部枠体５と下部枠体６とを介して振動吸収部７が配されるため、水平力により振動や変形が比較的生じやすいブレース６７の長さを、従来の制振装置に比べて短くできる。これにより、制振装置１は、ブレース６７の振動や変形により、水平力が吸収されるのを抑制でき、小さな水平力が振動吸収部７に確実に伝達され得る。
【００７２】
しかも、ブレース６７は、その長さを短くすることにより、竪材２１とブレース６７との角度θ（図１に示す）を大きくできる。このため、本実施形態の制振装置１は、水平力に対する剛性を高めることができ、大振動も効果的に減衰しうる。さらに、本実施形態では、一対のブレース６７のみで構成されるため、水平力の吸収を最小限に抑えうる。
【００７３】
さらに、上部側ブラケット５１及び下部側ブラケット５２は、可撓性を有する板バネ片５３によって連結されるため、小さな水平変位でも該板バネ片５３が柔軟に撓み、粘弾性体８のせん断変形を阻害することもない。しかも、板バネ片５３は、引っ張り剛性が強いため、上部枠体５と下部枠体６との相対的な水平変位が過度に大きくなると、その引張力を働かせて、粘弾性体８の過度のせん断変形を一定の大きさに規制する変位規制手段として機能し、粘弾性体８等の破損を抑制できる。
【００７４】
また、本実施形態の制振装置１は、振動吸収部７が、建物の梁等の構造躯体に直接取り付けられるのではなく、上部枠体５及び下部枠体６に固着される。これにより、振動吸収部７の張力が、例えば梁等の構造躯体に直接作用しないため、梁等の曲げ変形を抑制するのに役立つ。また、このような架設方法は、梁等の躯体が無い場所にも制振装置１を設置することを可能としてプランニングの自由度を高める他、既設の間仕切り壁のスタッドを利用して容易に制振装置１を後付施工することもできる。
【００７５】
なお、ブレース６７は、該ブレース６７自体の振動や変形が振動エネルギーを吸収するのを阻害するため、該ブレース６７の軸径を大きくして剛性を高めるのが好ましい。これにより、ブレース６７は、小さな揺れであっても、それを振動吸収部７に確実に伝達しうる。
【００７６】
本実施形態では、上部側ブラケット５１が上部枠体５にボルトＢ１にて固定されるとともに、下部側ブラケット５２がブレース６７を介して下部枠体６に固定されるものが例示されたが、この態様に限定されることはない。例えば、上部側ブラケット５１がブレース６７を介して上部枠体５に固定されるとともに、下部側ブラケット５２が下部枠体６にボルトＢ１にて固定されるものでもよい。さらには、上部側ブラケット５１及び下部側ブラケット５２のそれぞれが、ボルトＢ１を介して上部枠体５、及び下部枠体６に固定されるものでも、又はブレース６７を介して固定されるものでもよい。前者の場合、上部枠体５及び下部枠体６の縦方向の長さを上記実施形態よりも大きくすればよい。
【００７７】
なお、本実施形態の制振装置１を組み込んだ間仕切り壁Ｗでは、図１に示したように、両側面にそれぞれ配される面材３３は、例えば２分割されかつ２mm程度の小隙間を介在させてそれぞれ独立して配された上下の面材３３Ａ、３３Ｂからなる。各面材３３Ａ、３３Ｂは、例えば、上側、下側ランナー３０Ａ、３０Ｂ、上、下の縦スタッド３１Ａ、３１Ｂ、及び横スタッド３２に固着される。これにより、振動時、上下の面材３３Ａ、３３Ｂ間に相対変位を作り出し、制振壁パネルの面内せん断剛性が過度に上昇するのを防止できる。これは、粘弾性体８に確実に振動エネルギーを伝達するのに役立つ。なお、面材は、左右に２分割することもできる。
【００７８】
図１１乃至図１３には、本発明の他の実施形態の振動吸収部７が示される。
この実施形態の振動吸収部７は、図１１及び図１２に示されるように、上部側ブラケット７６、その下方に配される下部側ブラケット７７、これら上部側ブラケット７６と下部側ブラケット７７との間を上下にのびて継ぐ左右一対の端部側リンク７８、７９、前記リンク等の何れかに設けられる第１支持片８１、該第１支持片８１と向き合う第２支持片８２、及び第１支持片８１と第２支持片８２との間に接着される粘弾性体８とを含む変位ユニット７０として構成される。
【００７９】
本実施形態では、上部側ブラケット７６と下部側ブラケット７７とが、同一の長さを有するとともに、両側の端部側リンク７８、７９が互いに同一の長さを有する。
【００８０】
本実施形態の上部側ブラケット７６は、例えば、垂直面内をのびる前板部７６Ａと、この前板部７６Ａに固定板１６を介して固着される後板部７６Ｂとを含んで構成される。前板部７６Ａと後板部７６Ｂには、その両側から下方へ突出する凸部７６ｃ、７６ｃが設けられ、実質的に同一形状を有する。
【００８１】
前記下部側ブラケット７７も、例えば、垂直面内をのびる前板部７７Ａと、この前板部７７Ａにスペーサ７７Ｓを介して固着される後板部７７Ｂとを含んで構成される。前板部７７Ａと後板部７７Ｂには、その両側から上方へ突出する凸部７７ｃ、７７ｃが設けられ、実質的に同一形成を有する。
【００８２】
前記端部側リンク７８、７９は、垂直面内を上下にのびる略矩形の板状に形成される。また、端部側リンク７８、７９は、上部側ブラケット７６の凸部７６ｃ、７６ｃと下部側ブラケット７７の凸部７７ｃ、７７ｃとの間に配されて、ボルトＢ６及びナットＮ６等で回転自在に連結される。
【００８３】
これにより、変位ユニット７０は、上部側ブラケット７６、下部側ブラケット７７、端部側リンク７８、７９が回転自在な回り対偶８３で環状に枢結されることにより四節回転連鎖として、平行リンク機構を構成している。なお、変位ユニット７０は、金属材料からなるが、その具体的な形状や長さ等は、例示の態様に限定されることなく種々の態様に変形することができるのは言うまでもない。
【００８４】
本実施形態において、第１支持片８１は、図において、左側（一方）の端部側リンク７８の例えば前側（図１１において紙面の手前側を前、紙面の奥側を後とする。）にボルトＢ７及びナットＮ７によって固着される。また、第１支持片８１の右側（他方）の端部は、上部側ブラケット７６、下部側ブラケット７７、端部側リンク７８、７９が囲む略矩形の空間内に突出している。ただし、第１支持片８１は、右側（他方）の端部側リンク７９とは干渉しない長さで突出している。
【００８５】
他方、第２支持片８２は、図において右側（他方）の端部側リンク７９の後側にボルトＢ８及びナットＮ８によって固着されている。また、第２支持片８２の左側（一方）の端部は、上部側ブラケット７６、下部側ブラケット７７、端部側リンク７８、７９が囲む略矩形の空間内に突出するとともに、第１支持片８１と互いに平行に向き合うように配置されている。第２支持片８２も、左側（一方）の端部側リンク７８とは干渉しない長さで突出している。このように、第１支持片８１と第２支持片８２は、互いに干渉することなく、それぞれ互い違いにかつ隙間を隔てて向き合って配される。そして、これらの間に、粘弾性体８が固着されている。
【００８６】
以上のように構成された本実施形態の振動吸収部７（変位ユニット７０）の作用について述べる。
上部枠体５及び下部枠体６の水平変位は、上部枠体５の下桟１３から変位ユニット７０の上部側ブラケット５１に伝達されるとともに、該下部枠体６からブレース６７を介して下部側ブラケット５２に伝達される。
【００８７】
前記変位ユニット７０は、回動自在な四節回転連鎖をなすため、小さな外力でも容易に変形できる。従って、変位ユニット７０は、上部枠体５及び下部枠体６を介して伝達される上側水平部材２と下側水平部材３との間の僅かな水平力（相対水平変位）でも、確実に菱形に変形する。
【００８８】
このように、変位ユニット７０が変形することにより、第１支持片８１と第２支持片８２との間で挟まれた粘弾性体８には、せん断変形が生じ、そのヒステリシスロスによって振動エネルギーを吸収できる。これにより、振動が早期に減衰する。
【００８９】
また、本実施形態では、変位ユニット７０において、上部側ブラケット７６（及び下部側ブラケット７７）のリンク長さａが、端部側リンク７８及び７９のリンク長さｂよりも大きく形成されている。この例では、リンク長さの比（ａ／ｂ）が、約４．０である。
【００９０】
このような変位ユニット７０では、水平方向のせん断変位を、約４倍に増幅させて粘弾性体８に与えることができる。換言すれば、より小さな水平力（微振動）でも確実に粘弾性体８に大きなせん断変形を与えて振動エネルギーを吸収できる点で好ましい。
【００９１】
前記リンク長さの比（ａ／ｂ）については、特に限定されるものではなく、使用される建物の規模や想定される水平力に応じて種々定めることができるが、小さすぎると、前記効果が十分に発現しないし、逆に、大きすぎるとブレース等にも大きな負荷が作用するため補強構造が必要になる他、納まり上の問題もある。このような観点より、工業化住宅の間仕切り壁等に設置する場合には、前記リンク長さの比（ａ／ｂ）は、例えば２〜４程度で定めるのが好ましい。
【００９２】
なお、この実施形態では、上述の通り、粘弾性体８に増幅させてせん断変位を伝えることができる。しかしながら、粘弾性体８に生じるせん断変形が大きくなると、粘弾性体８の損傷等のおそれがある。そこで、図１３に示されるように、粘弾性体８のせん断変位を一定の大きさに規制する変位規制手段８４を設けることが望ましい。
【００９３】
この変位規制手段８４は、粘弾性体８のせん断変位が一定量（本実施形態では、粘弾性体８の厚さに相当する３mm以上）になると、第１支持片８１の先端部が上部側ブラケット７６の下縁面７６ｅに、かつ第２支持片８２の先端が下部側ブラケット７７の上縁部７７ｅにそれぞれ当接し、変位ユニット７０の変形が拘束される。これにより、粘弾性体８に過度のせん断変形が生じることによる損傷を効果的に防止することができる。
【００９４】
この実施形態の変位ユニット７０では、第１支持片８１及び第２支持片８２が、端部側リンク７８、７９に設けられるものが例示されたが、上部側ブラケット７６及び下部側ブラケット７７にそれぞれ設けられるものでもよい。
【００９５】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００９６】
図１に示される制振装置を用いた間仕切り壁を試作し、振動台を用いて微小振幅載荷実験を行い、本制振装置の性能を確認した。本実験では、上側水平部材を反力架台に、下側水平部材を振動台にそれぞれ固定し、振動数０．０１Ｈｚ、振幅０．０５mm、０．３mmの正弦波で該振動台を加振して、間仕り切壁に水平方向の強制変位を与えた。実験結果は、「荷重（Ｎ）−上部枠体と下部枠体との相対変位（mm）」を図１４に、及び「粘弾性体の変形（mm）−上部枠体と下部枠体との相対変位（mm）」を図１５に、それぞれ示す。
【００９７】
実験の結果、実施例の制振装置は、図１４（ａ）に示されるように、振幅０．０５mmという極微小変形時からループを描き、エネルギー吸収効果を発揮していることが分かった。また、実施例の制振装置は、図１５（ａ）に示されるように、振幅０．０５mmから粘弾性体がせん断変位し、振動エネルギーを吸収できることが確認できた。
【符号の説明】
【００９８】
１ 制振装置
２ 上側水平部材
３ 下側水平部材
５ 上部枠体
６ 下部枠体
７ 振動吸収部
８ 粘弾性体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の上部側で水平にのびる上側水平部材と、前記上側水平部材よりも下方を水平にのびる下側水平部材との間に取り付けられ、前記上側水平部材と下側水平部材との間の水平力を吸収する制振装置であって、
前記上側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体と、
前記下側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体と、
前記上部枠体と前記下部枠体との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部とを含み、
前記振動吸収部は、前記上部枠体と前記下部枠体との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記上部枠体及び前記下部枠体は、平行に向き合う一対の竪材、及び該竪材の上部側を継ぐ上桟、該竪材の下部側を継ぐ下桟を含んで矩形枠を有し、かつ
前記矩形枠内を斜めにのびる一対の斜材を含む請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
前記各竪材は、建物の間仕切り壁内を上下にのびるスタッドに添着される請求項２記載の制振装置。
【請求項４】
前記上部枠体と前記下部枠体との間には、上部枠体の竪材と下部枠体の竪材とを連結する連結竪材が設けられ、
前記連結竪材は、前記上部枠体及び前記下部枠体の水平相対変位を可能に連結する連結材を介して前記上部枠体及び下部枠体にそれぞれ取り付けられる請求項１乃至３のいずれかに記載の制振装置。
【請求項５】
前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、前記上部側ブラケットと前記下部側ブラケットとを水平変位可能に連結する板バネ片とを含み、かつ
前記上部側ブラケットは、下方にのびる第１支持片を具える一方、前記下部側ブラケットは、上方にのびるとともに前記第１支持片と隙間を隔てて対向する第２支持片を具え、これら第１支持片と第２支持片との間に前記粘弾性体が固着されてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項６】
前記上部側ブラケットは、前記上部枠体にボルトにて固定され、
前記下部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項７】
前記上部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体に固定され、
前記下部側ブラケットは、前記下部枠体にボルトにて固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項８】
前記上部側ブラケット及び下部側ブラケットは、それぞれボルトにて上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項９】
前記上部側ブラケット及び前記下部側ブラケットは、それぞれ長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項１０】
前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、これらの間を上下にのびて継ぐ一対の端部側リンクとを回転自在に枢結した四節回転連鎖をなす変位ユニット、
前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられる第１支持片、及び
前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられかつ前記第１支持片と向き合う第２支持片を具え、
前記支持部の第１支持片と前記第２支持片との間に挟まれて固着された前記粘弾性体を含むことを特徴とする請求項１乃至４に記載の制振装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された制振装置の両側面が面材で覆われていることを特徴とする間仕切り壁。
【請求項１２】
前記面材は、前記上支持体側のみに固着される上の面材と、前記下支持体側のみに固着される下の面材とを有し、
前記上の面材と前記下の面材との間には、小隙間が設けられる請求項１１に記載の間仕切り壁。
【請求項１】
建物の上部側で水平にのびる上側水平部材と、前記上側水平部材よりも下方を水平にのびる下側水平部材との間に取り付けられ、前記上側水平部材と下側水平部材との間の水平力を吸収する制振装置であって、
前記上側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる上部枠体と、
前記下側水平部材に固着されかつトラス構造を有した枠組からなる下部枠体と、
前記上部枠体と前記下部枠体との間に、上下に引っ張られた状態で取り付けられた振動吸収部とを含み、
前記振動吸収部は、前記上部枠体と前記下部枠体との相対的な水平変位によりせん断変形される粘弾性体を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記上部枠体及び前記下部枠体は、平行に向き合う一対の竪材、及び該竪材の上部側を継ぐ上桟、該竪材の下部側を継ぐ下桟を含んで矩形枠を有し、かつ
前記矩形枠内を斜めにのびる一対の斜材を含む請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
前記各竪材は、建物の間仕切り壁内を上下にのびるスタッドに添着される請求項２記載の制振装置。
【請求項４】
前記上部枠体と前記下部枠体との間には、上部枠体の竪材と下部枠体の竪材とを連結する連結竪材が設けられ、
前記連結竪材は、前記上部枠体及び前記下部枠体の水平相対変位を可能に連結する連結材を介して前記上部枠体及び下部枠体にそれぞれ取り付けられる請求項１乃至３のいずれかに記載の制振装置。
【請求項５】
前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、前記上部側ブラケットと前記下部側ブラケットとを水平変位可能に連結する板バネ片とを含み、かつ
前記上部側ブラケットは、下方にのびる第１支持片を具える一方、前記下部側ブラケットは、上方にのびるとともに前記第１支持片と隙間を隔てて対向する第２支持片を具え、これら第１支持片と第２支持片との間に前記粘弾性体が固着されてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項６】
前記上部側ブラケットは、前記上部枠体にボルトにて固定され、
前記下部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項７】
前記上部側ブラケットは、長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体に固定され、
前記下部側ブラケットは、前記下部枠体にボルトにて固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項８】
前記上部側ブラケット及び下部側ブラケットは、それぞれボルトにて上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項９】
前記上部側ブラケット及び前記下部側ブラケットは、それぞれ長さ調整可能なブレースを介して前記上部枠体及び下部枠体に固定される請求項５記載の制振装置。
【請求項１０】
前記振動吸収部は、前記上部枠体側に取り付けられた上部側ブラケットと、前記下部枠体に取り付けられた下部側ブラケットと、これらの間を上下にのびて継ぐ一対の端部側リンクとを回転自在に枢結した四節回転連鎖をなす変位ユニット、
前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられる第１支持片、及び
前記上部側ブラケット、前記下部側ブラケット、又は一対の端部側リンクの何れかに設けられかつ前記第１支持片と向き合う第２支持片を具え、
前記支持部の第１支持片と前記第２支持片との間に挟まれて固着された前記粘弾性体を含むことを特徴とする請求項１乃至４に記載の制振装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された制振装置の両側面が面材で覆われていることを特徴とする間仕切り壁。
【請求項１２】
前記面材は、前記上支持体側のみに固着される上の面材と、前記下支持体側のみに固着される下の面材とを有し、
前記上の面材と前記下の面材との間には、小隙間が設けられる請求項１１に記載の間仕切り壁。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２４７０２７（Ｐ２０１１−２４７０２７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２３１５１（Ｐ２０１０−１２３１５１）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００４６７３）パナホーム株式会社 (319)
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００４６７３）パナホーム株式会社 (319)
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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