特許ウォッチ

公開番号2025065646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2023174998
出願日2023-10-10
発明の名称同調質量ダンパー装置
出願人大成建設株式会社
代理人園田・小林弁理士法人
主分類E04H 9/02 20060101AFI20250415BHJP(建築物)
要約【課題】コンパクトな構成で実現可能で、設置に要する空間の大きさを低減することができる、同調質量ダンパー装置を提供する。
【解決手段】同調質量ダンパー装置1Aは、建物100の頂部に設置され、建物100に作用した振動を減衰させる同調質量ダンパー装置1Aであって、建物100に対して水平方向に相対移動自在に設けられた、平面視において多角形状を成す錘体2と、多角形状の錘体2を形成する頂点2pの下方に設けられて、錘体2を支持する複数の第1積層ゴム支承4と、平面視したときに、多角形状の錘体2の中央部2cと、頂点2pを結ぶ線上に延在するように配置された、複数の第1オイルダンパー5と、錘体2の中央部2cの位置の下方に、第1積層ゴム支承4の下側と相対移動不能に設けられた第1ダンパー取付部材8Aと、を備え、複数の第1オイルダンパー5は、一端5aが第1ダンパー取付部材8Aに、他端5bが錘体2に、それぞれ連結されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建物の頂部に設置され、前記建物に作用した振動を減衰させる同調質量ダンパー装置であって、
前記建物に対して水平方向に相対移動自在に設けられた、平面視において多角形状を成す錘体と、
前記多角形状を形成する頂点の下方に設けられて、前記錘体を支持する複数の第１積層ゴム支承と、
平面視したときに、前記多角形状の中央部と、前記頂点を結ぶ線上に延在するように配置された、複数の第１オイルダンパーと、
前記錘体の前記中央部の位置の下方に、前記第１積層ゴム支承の下側と相対移動不能に設けられた第１ダンパー取付部材と、
を備え、
複数の前記第１オイルダンパーは、一端が前記第１ダンパー取付部材に、他端が前記錘体に、それぞれ連結されていることを特徴とする同調質量ダンパー装置。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記錘体の下面の、前記第１積層ゴム支承が設けられた部分には、前記第１積層ゴム支承に向けて下方に突出するように、第１突出部が形成され、
前記第１オイルダンパーの前記他端は、前記第１突出部の側面に接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の同調質量ダンパー装置。
【請求項３】
複数の前記第１積層ゴム支承の下側は、複数の前記第１積層ゴム支承を横方向に連結するように設けられた連結架台上に固定され、
前記第１ダンパー取付部材は、前記連結架台から上方に突出するように、前記連結架台に固定して設けられ、
前記連結架台の下方の、複数の前記第１積層ゴム支承の各々に対応する位置に、上端が前記連結架台に、下端が前記建物に、それぞれ固定されて設けられた、複数の第２積層ゴム支承と、
前記連結架台から下方に突出するように、前記連結架台に固定して設けられた第２ダンパー取付部材と、
一端が前記第２ダンパー取付部材に、他端が前記建物に、それぞれ連結されている、複数の第２オイルダンパーと、
を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の同調質量ダンパー装置。
【請求項４】
建物の頂部に設置され、前記建物に作用した振動を減衰させる同調質量ダンパー装置であって、
前記建物に対して水平方向に相対移動自在に設けられた、平面視において多角形状を成す錘体と、
前記多角形状を形成する頂点の下方に設けられて、前記錘体を支持する複数の第１積層ゴム支承と、
平面視したときに、前記多角形状の中央部と、前記頂点を結ぶ線上に延在するように配置された、複数の第１オイルダンパーと、
前記錘体の、前記中央部の位置の下面に固定された第１ダンパー取付部材と、
を備え、
複数の前記第１オイルダンパーは、一端が、前記第１ダンパー取付部材に、他端が、前記第１積層ゴム支承の下側が固定された基部に、それぞれ連結されていることを特徴とする同調質量ダンパー装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の頂部に設置され、建物に作用した振動を減衰させる同調質量ダンパー装置に関する。
続きを表示（約 5,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高層の建物に、制振のため、同調質量ダンパー装置（ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ、ＴＭＤ）が設けられることがある。同調質量ダンパー装置は、地震や強風等により建物に振動が生じた際には、建物に相対移動可能に設けられた錘体が、建物の振動の周期と同調した周期で振動することで、建物の振動を抑えようとする力を建物に作用させて、振動を低減する。
これに関し、特許文献１には、構造物に第１積層ゴム支承を介して支持された下部マスと、下部マス上に第２積層ゴム支承を介して支持された上部マスと、構造物と下部マスとの間に設けられた第１オイルダンパーと、下部マスと上部マスとの間に設けられた第２オイルダンパーと、を備える構成が開示されている。
また、特許文献２には、水平バネ要素として積層ゴム支承を備えた複数の制振柱と、複数の制振柱の積層ゴム支承よりも上方に連結して架設された連結梁と、連結梁上に設置された錘体と、一端を建物に、他端を連結梁に接続して配設されたオイルダンパーと、を備える構成が開示されている。特許文献２に開示された構成では、オイルダンパーは、連結梁に接続された連結部（鉄骨）に一端が、建物に一体形成された連結部（コンクリートブロック）に他端が、それぞれ接続されて、隣り合う積層ゴム支承の間に延在するように、設けられている。
【０００３】
特許文献１、２のように、建物と、錘体との間に、錘体が建物に対して水平方向に移動した際に錘体に復元力を作用させるばね体としての積層ゴム支承と、振動を減衰させるためのオイルダンパーを設けることがある。このような場合においては、例えば特許文献２のように、隣り合う積層ゴム支承の間に、一対の連結部を錘体と建物の各々に固定して設け、この一対の連結部の間にオイルダンパーを配置することがある。
しかし、このようにしてオイルダンパーを配置する場合においては、振動により積層ゴム支承が変形した際においても、変形した積層ゴム支承に接触しない位置に連結部を設ける必要があるため、積層ゴム支承と連結部との間に、一定の間隔をあけなければならない。また、一対の連結部の間にはオイルダンパーが設けられるため、一対の連結部は、オイルダンパーの長さの分だけ、離間させる必要がある。このため、隣接する積層ゴム支承の間の距離は、オイルダンパーの長さに、積層ゴム支承と連結部の間の距離の２倍を加算した大きさよりも、大きくしなければならない。したがって、特許文献２の構成においては、同調質量ダンパー装置を設置するために、大きなスペースを必要とする場合がある。
【０００４】
これに対し、特許文献３には、下部構造物と上部構造物との間に免震層を設け、免震層の上部構造物を支持する免震支承間にダンパーを設置する構成において、免震支承の上下に設ける台座のうち、一方は上位の台座のせいが高く、他方は下位の台座のせいが高い段違いに形成し、隣接するせいの高い台座間にダンパーを設置する構成が開示されている。
特許文献３の構成においては、一方の免震支承を、せいが高く形成された下位の台座の上に設けている。また、他方の免震支承を一方の免震支承よりも低い位置に設けて、他方の免震支承と上部構造物の間に、上位の台座を、一方の免震支承の下位の台座と高さ方向にオーバーラップするように形成している。そして、このオーバーラップした部分において、一方の免震支承の下位の台座と、他方の免震支承の上位の台座の間に横方向に延在するように、ダンパーが設置されている。このような構成を、特許文献２の構成に適用すれば、積層ゴム支承の台座の部分を、オイルダンパーを接続する連結部として利用するので、連結部を別途、隣り合う積層ゴム支承の間に設ける必要がなくなる。したがって、隣り合う積層ゴム支承の間の距離は、オイルダンパーの長さの分だけ確保すればよく、特許文献１、２の場合よりも小さくすることができる。このため、同調質量ダンパー装置を設置するのに要するスペースを低減することができる可能性がある。
【０００５】
しかし、特許文献３を特許文献２に適用した構成においては、一本のオイルダンパーを隣り合う積層ゴム支承の間に設けるにあたり、隣り合う積層ゴム支承を、各々の台座が高さ方向にオーバーラップするように、高さを異ならせて設けている。したがって、積層ゴム支障を設けるに際し、これら２つの積層ゴム支承の高さと、オーバーラップした台座の高さを加えた分の高さが、最低限必要となる。このため、同調質量ダンパー装置の高さが大きなものとなってしまう。すると、同調質量ダンパー装置を、建物の屋内へ設置することができない可能性がある。同調質量ダンパー装置を建物の屋上へ設置することも考えられるが、その場合においては、同調質量ダンパー装置を覆う屋根や目隠し壁等の囲いが必要以上に大型化してしまう。
コンパクトな構成で実現可能で、設置に要する空間の大きさを低減することができる、同調質量ダンパー装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－１１２７９７号公報
特開２０１５－２２７６０５号公報
特開２００７－２７８３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、コンパクトな構成で実現可能で、設置に要する空間の大きさを低減することができる、同調質量ダンパー装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の同調質量ダンパー装置は、建物の頂部に設置され、前記建物に作用した振動を減衰させる同調質量ダンパー装置であって、前記建物に対して水平方向に相対移動自在に設けられた、平面視において多角形状を成す錘体と、前記多角形状を形成する頂点の下方に設けられて、前記錘体を支持する複数の第１積層ゴム支承と、平面視したときに、前記多角形状の中央部と、前記頂点を結ぶ線上に延在するように配置された、複数の第１オイルダンパーと、前記錘体の前記中央部の位置の下方に、前記第１積層ゴム支承の下側と相対移動不能に設けられた第１ダンパー取付部材と、を備え、複数の前記第１オイルダンパーは、一端が前記第１ダンパー取付部材に、他端が前記錘体に、それぞれ連結されていることを特徴とする。
上記のような構成によれば、地震や強風等により建物が振動すると、錘体は、慣性力により、建物の振動に伴って、建物に対して水平方向に相対移動しようとする。錘体は、平面視したときに多角形状を成しており、多角形状を形成する頂点の下方に設けられた複数の第１積層ゴム支承によって、バランスよく支持されている。このような錘体が建物に対して水平方向に相対移動すると、第１積層ゴム支承が変形して錘体の相対移動は許容され、その後、第１積層ゴム支承の復元力が、錘体に原位置へと戻る方向への力として作用する。このようにして、錘体は、水平方向に振動する。このような振動は、第１積層ゴム支承の下側と相対移動不能に設けられた第１ダンパー取付部材と、錘体とに、一端と他端が連結された、複数の第１オイルダンパーによって減衰される。
ここで、平面視したときに、第１オイルダンパーの一端が連結された第１ダンパー取付部材は、錘体の多角形状を形成する中央部の位置の下方に設けられている。また、第１オイルダンパーは、平面視したときに、多角形状の中央部の位置に設けられた第１ダンパー取付部材と、錘体をなす多角形の頂点を結ぶ線上に延在するように配置される。このように、多角形の辺とは異なる位置に第１オイルダンパーを設置することで、従来のように、隣り合う積層ゴム支承の間、すなわち多角形の辺に相当する位置に、積層ゴム支承から離間させて連結部を設け、連結部間にオイルダンパーを設けるように構成する場合（例えば、特許文献２の図２）に比べて、第１積層ゴム支承同士の間の距離が短い場合でも第１オイルダンパーを配置することができる。これにより、同調質量ダンパー装置を設置するのに要するスペースを低減することができる。
また、複数の第１オイルダンパーの各々の一端は、錘体の中央部の位置に設けられた第１ダンパー取付部材に連結されることで、複数の第１オイルダンパーの接続対象を、１つの部材に集約することができる。すなわち、複数の第１オイルダンパーの各々ごとに、取付部材を設ける必要がなくなるため、より簡潔な構成とすることができる。
更には、既に説明したように、第１オイルダンパーは、隣り合う第１積層ゴム支承の間に設けられないため、第１オイルダンパーを設置するに際し、隣り合う第１積層ゴム支承の各々の高さを、例えば一方を他方よりも高く配置する等のように、調整する必要がない。したがって、第１オイルダンパーの設置のために、第１積層ゴム支承が設けられる空間の高さを大きくする必要が、特段には生じない。これにより、同調質量ダンパー装置の高さが大きくなることが抑制される。
上記のような効果が相乗し、コンパクトな構成で実現可能で、設置に要する空間の大きさを低減することができる、同調質量ダンパー装置を提供することが可能となる。
【０００９】
本発明の一態様においては、前記錘体の下面の、前記第１積層ゴム支承が設けられた部分には、前記第１積層ゴム支承に向けて下方に突出するように、第１突出部が形成され、前記第１オイルダンパーの前記他端は、前記第１突出部の側面に接合されている。
このような構成によれば、一端が第１ダンパー取付部材に接合された複数の第１オイルダンパーの各々は、その他端が、錘体の下面の、第１積層ゴム支承が設けられた部分から下方に突出する第１突出部の側面に接合されている。これにより、第１突出部は、第１積層ゴム支承に接合される機能と、第１オイルダンパーの他端が接合される機能とを兼ね備えたものとなる。
また、複数の第１オイルダンパーは、第１突出部の内側に収められることとなり、第１オイルダンパーの収まりを良好なものとすることができる。
上記のような効果が相乗し、同調質量ダンパー装置の構成を、よりコンパクトなものとすることができる。
【００１０】
本発明の一態様においては、複数の前記第１積層ゴム支承の下側は、複数の前記第１積層ゴム支承を横方向に連結するように設けられた連結架台上に固定され、前記第１ダンパー取付部材は、前記連結架台から上方に突出するように、前記連結架台に固定して設けられ、前記連結架台の下方の、複数の前記第１積層ゴム支承の各々に対応する位置に、上端が前記連結架台に、下端が前記建物に、それぞれ固定されて設けられた、複数の第２積層ゴム支承と、前記連結架台から下方に突出するように、前記連結架台に固定して設けられた第２ダンパー取付部材と、一端が前記第２ダンパー取付部材に、他端が前記建物に、それぞれ連結されている、複数の第２オイルダンパーと、を更に備えている。
このような構成によれば、地震や強風等により建物が振動すると、錘体は、慣性力により、建物の振動に伴って、建物に対して水平方向に相対移動しようとする。この相対移動は、第１積層ゴム支承の変形によって許容されつつも、錘体に連結された第１積層ゴム支承を介し、第１積層ゴム支承の下側が固定された連結架台に、水平方向の力として伝達する。連結架台は、複数の第１積層ゴム支承の各々に対応する位置に設けられた複数の第２積層ゴム支承によって、バランスよく支持されている。このような連結架台に、上記のように水平方向の力が伝達すると、連結架台が建物に対して水平方向に相対移動しようとする。この相対移動は、第２積層ゴム支承が変形することにより許容される。その後、第２積層ゴム支承と第１積層ゴム支承の復元力が、連結架台と錘体に原位置へと戻る方向への力として作用する。このようにして、連結架台を介して、錘体は、水平方向に振動する。ここで、複数の第２オイルダンパーが、連結架台から下方に突出し、連結架台に固定して設けられた第２ダンパー取付部材と、建物とに、一端と他端が連結されて、設けられている。この、複数の第２オイルダンパーと、複数の第１オイルダンパーと、の双方によって、上記のような振動が減衰される。
このようにして、第１積層ゴム支承と第２積層ゴム支承を、上下２段に備えて、積層ゴム支承を２段構成とすることで、第１積層ゴム支承と第２積層ゴム支承として小径のものを使用しながらも、大きな変形を許容することができる。これにより、建物に対する錘体の相対移動が大きい場合においても、これに対応することが可能となるとともに、同調質量ダンパー装置全体に要するコストを低減することができる。
また、複数の第２オイルダンパーの各々の一端は、連結架台から下方に突出するように設けられた第２ダンパー取付部材に連結されることで、複数の第２オイルダンパーの接続対象を、１つの部材に集約することができる。すなわち、複数の第２オイルダンパーの各々ごとに、取付部材を設ける必要がなくなるため、より簡潔な構成とすることができる。
上記のような効果が相乗し、コンパクトな構成で実現可能で、設置に要する空間の大きさを低減することができる、同調質量ダンパー装置を提供することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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