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発明の名称 建物制振構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−120019(P2007−120019A)
公開日 平成19年5月17日(2007.5.17)
出願番号 特願2005−309729(P2005−309729)
出願日 平成17年10月25日(2005.10.25)
代理人 【識別番号】100082670
【弁理士】
【氏名又は名称】西脇 民雄
発明者 岡下 和彦
要約 課題
建物の躯体と外壁パネルとの間に生じる隙間の大きさに関わらず、十分な制振効果を得ることができる建物制振構造を提供すること。

解決手段
特許請求の範囲
【請求項1】
柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に制振手段を介して外壁パネルが接続されている建物制振構造であって、
前記制振手段は、一端が前記躯体の外側面よりも内側に固定されると共に、他端が前記躯体の外側面よりも外側に突出していることを特徴とする建物制振構造。
【請求項2】
前記制振手段は、前記一端が垂直方向に延びる柱に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の建物制振構造。
【請求項3】
前記制振手段は、前記一端が水平方向に延びる梁に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の建物制振構造。
【請求項4】
前記制振手段は、高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の建物制振構造。
【請求項5】
前記制振手段は、前記弾性部と金属板部とを有し、この金属板部と前記弾性部とが積層されて形成されていることを特徴とする請求項4に記載の建物制振構造。




発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、外壁パネルが接続された建物の躯体に生じた振動を抑制する建物制振構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、天井梁と外壁パネルとの間、及び床梁と外壁パネルとの間のそれぞれに、制振テープが介在された制振建物が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この制振建物では、地震発生時に、外壁パネルと天井梁、床梁との間にそれぞれ相対変位が生じると、制振テープが弾性変形して制振効果を発揮するようになっている。
【特許文献1】特開2001−323685号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述の制振建物では、制振テープの一方の面が天井梁や床梁の外側面に固定され、この制振テープの他方の面に外壁パネルの裏面が固定されていた。
【0005】
すなわち、制振テープは、天井梁や床梁よりも外側に設けられており、この天井梁等と外壁パネルとの間に生じる隙間に配置されていた。
【0006】
そのため、この隙間が狭い場合では、制振テープの厚みを十分に確保することが難しくなり、十分な制振効果を得ることができないおそれがあった。
【0007】
そこで、この発明は、建物の躯体と外壁パネルとの間に生じる隙間の大きさに関わらず、十分な制振効果を得ることができる建物制振構造を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明にかかる建物制振構造は、柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に制振手段を介して外壁パネルが接続されている建物制振構造であって、前記制振手段は、一端が前記躯体の外側面よりも内側に固定されると共に、他端が前記躯体の外側面よりも外側に突出していることを特徴としている。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の建物制振構造において、前記制振手段は、前記一端が垂直方向に延びる柱に固定されていることを特徴としている。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の建物制振構造において、前記制振手段は、前記一端が水平方向に延びる梁に固定されていることを特徴としている。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の建物制振構造において、前記制振手段は、高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部を有することを特徴としている。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の建物制振構造において、前記制振手段は、前記弾性部と金属板部とを有し、この金属板部と前記弾性部とが積層されて形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
本願請求項1の発明によれば、制振手段の一端が建物の躯体の外側面よりも内側に固定されているので、この制振手段が躯体の内部に入り込んだ状態になり、十分な大きさ(厚み)を確保することができる。
【0014】
これにより、建物の躯体と外壁パネルとの間に生じる隙間の大きさに関わらず、十分な制振効果を得ることが可能となる。
【0015】
また、外壁パネルの面剛性を利用して振動を制振手段に伝達するので、躯体の剛性を軽減することができ、柱や梁等の断面積を小さくすることができる。
【0016】
本願請求項2の発明によれば、請求項1の効果に加え、柱と外壁パネルとの間に生じる振動によるせん断変形を制振手段に確実に伝達して制振効果を得ることができる。
【0017】
本願請求項3の発明によれば、請求項1の効果に加え、梁と外壁パネルとの間に生じる振動によるせん断変形を制振手段に確実に伝達して制振効果を得ることができる。
【0018】
本願請求項4の発明によれば、請求項1〜3の効果に加え、制振手段の剛性(固定度)や制振力を容易に調整することができ、建物全体の剛性や制振力の程度を所望の大きさに設計することができる。
【0019】
本願請求項5の発明によれば、請求項4の効果に加え、制振手段の剛性等をさらに容易に調整することができると共に、この制振手段を建物の躯体や外壁パネルに強固且つ容易に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の建物制振構造を説明する。
【0021】
図1において、二階建ての建物である住宅1には、地面から突出するように設けられた基礎2上に1階部3が設けられ、その上に2階部4が設けられている。また、1階部3と2階部4との間には隔壁5が設けられ、2階部4の上には屋根6が設けられている。この隔壁5は、1階部3の天井(図示せず)と2階部4の床(図示せず)とを有している。
そして、1階部3の基礎2と隔壁5との間には、制振に利用する外壁パネルである第1外壁パネル7と、制振に利用しない外壁パネルである第2外壁パネル8、8aとが、それぞれ複数設けられている。
【0022】
さらに、第1、第2外壁パネル7、8、8aが設けられていない位置には、サッシ窓9aが設けられている。なお、サッシ窓9aは、住宅1の躯体、詳細には軸組み自身により形成される後述する開口部9に設けられている。
【0023】
また、2階部4の隔壁5と屋根6との間には、1階部3に設けた第2外壁パネル8、8a(制振に利用しない外壁パネル)と同様の外壁パネル(図示せず)のみが設けられている。
【0024】
ここで、図2に示すように、住宅1の1階部3のX方向に沿い且つ図面上の下側に位置する住宅1のコーナ部には、断面L字状の第2外壁パネル8a、8aがそれぞれ設けられている。そして、この第2外壁パネル8a、8a間には、第1外壁パネル7、サッシ窓9a、第1外壁パネル7、第2外壁パネル8、第1外壁パネル7、サッシ窓9a、第1外壁パネル7が順に配設されている。
【0025】
なお、上記以外の住宅1の外側部分にも、第1外壁パネル7、第2外壁パネル8(8a)、サッシ窓9aが住宅1のX方向、Y方向に沿って所定の位置にそれぞれ設けられている。
【0026】
なお、第1外壁パネル7と第2外壁パネル8、8aとの間や、第1外壁パネル7とサッシ窓9aとの間、第2外壁パネル8とサッシ窓9aとの間、第2外壁パネル8と隣接する第2外壁パネル8との間等には、間隙K(図3参照)が形成されている。この間隙Kには、図示しないガスケットが嵌入固定されており、この間隙Kから雨が吹き込んだり、住宅1の見栄えが悪くならないようになっている。
【0027】
また、このガスケットは、可撓性を有する合成樹脂によって形成されており、後述するように振動によって第1外壁パネル7が回転しても、この回転運動を阻害することがないようになっている。
【0028】
そして、図3に示すように、図2の1階部3には、X方向又はY方向に沿って水平方向に延びる床梁11及び天井梁12が設けられている。この床梁11及び天井梁12は、図示しない支柱によって互いに平行になるように支持されている。さらに、この支柱の間には、床梁11と天井梁12との間に垂直方向に延びる複数の間柱13が立設されている。
【0029】
この床梁11、天井梁12、間柱13及び図示しない支柱等によって住宅1の躯体が構成されている。
【0030】
なお、床梁11は、基礎2に図示しないボルト等によって固定され、天井梁12は、隔壁5に図示しないボルト等によって固定されている。そして、間柱13は、床梁11及び天井梁12の長手方向に対して垂直に、且つ床梁11と天井梁12とを連結するように固定されている。また、図示しない支柱は、第2外壁パネル8aの内側に設けられている。
【0031】
ここで、図4に示すように、床梁11、天井梁12、間柱13は、住宅1の外側に面する外側面11a、12a、13aが、互いに面一になるように連結されると共に、この連結によって床梁11、天井梁12、間柱13に囲まれた開口部9(図3参照)が形成されている。
【0032】
第1外壁パネル7は、複数の制振部材(制振手段)20及び一対のボルト14を介して、住宅1の躯体に接続されている。
【0033】
この第1外壁パネル7は、図3に示すように、正面視矩形状を呈しており、下縁部が床梁11の一部と重なり、上縁部が天井梁12の一部と重なると共に、両側縁部がそれぞれ両側に位置する間柱13、13の一部と重なる位置に配置されている。
【0034】
そして、複数の制振部材20は、一端が間柱13の上端部又は下端部近傍に固定されており、他端が第1外壁パネル7の四隅近傍にそれぞれ固定されている。
【0035】
各制振部材20は、図5(a)、(b)に示すように、取付部21aと支持部21bとが互いにほぼ直交して断面L字状を呈するブラケット部21と、このブラケット部21の支持部21bに一面が接着固定された弾性部22と、弾性部22の他面に接着固定された金属板部23とを有している。
【0036】
ブラケット部21は、鋼鈑を折り曲げ加工することで形成されており、取付部21aが間柱13の第1外壁パネル7に覆われる側面13bにビス止め固定されている(図5(a)参照)。
【0037】
このとき、このブラケット部21は、支持部21bが間柱13の外側面13aと平行になると共に、この支持部21bの外側の面21bAが、間柱13の外側面13aよりも内側に位置するように取り付けられる(図4参照)。
【0038】
弾性部22は、高減衰ゴム又は粘弾性ゴムによって形成されており、円筒形状を呈している。また、図5(b)に示すように、支持部21b及び金属板部23のほぼ中央に接着固定されている。
【0039】
この弾性部22は、図4に示すように、支持部21bに接着固定された際に、間柱13の外側面13aとほぼ面一になる厚みを有している。
【0040】
金属板部23は、支持部21bとほぼ同じ大きさの矩形鋼鈑であり、図示しないボルトによって第1外壁パネル7に固定される。
【0041】
この金属板部23は、支持部21bに接着固定された際に間柱13の外側面13aとほぼ面一になる弾性部22に接着固定されているので、この間柱13の外側面13aよりも外側に突出することとなる(図4参照)。
【0042】
さらに、一対のボルト14は、上下に位置する制振部材20のほぼ中央に取付けられており、第1外壁パネル7及び間柱13を貫通している(図4参照)。
【0043】
ここで、第1外壁パネル7及び間柱13には、互いに対向する位置にそれぞれ貫通孔(図示せず)が形成されており、この貫通孔にボルト14が挿入されると共に、挿入されたボルト14にナット14aが螺合することで固定される。
【0044】
なお、ここではボルト14の頭部14bは第1外壁パネル7に形成された凹部(図示せず)に嵌合し、ナット14aは間柱13に形成された凹部(図示せず)に嵌合する。これにより、ボルト14の頭部14b及びナット14aが突出しないようになっている(図4参照)。
【0045】
一方、第2外壁パネル8、8aは、複数のボルト15を介して住宅1の躯体、つまり床梁11、天井梁12、間柱13に固定接続されている。
【0046】
次に、この発明の建物制振構造の作用について説明する。
【0047】
地震や強風等によって住宅1に振動が生じると、図6に示すように、床梁11、天井梁12、間柱13が振動して第1外壁パネル7との間に相対変位(せん断変形)が生じる。
【0048】
このとき、制振部材20に振動エネルギーが伝達されて、制振部材20の弾性部22が弾性変形する。これにより、第1外壁パネル7が図示しない重心位置を中心に回転する。
【0049】
この第1外壁パネル7の回転は、第1外壁パネルに作用する住宅1の振動に抗する慣性力によって生じている。
【0050】
したがって、この第1外壁パネル7の慣性力による回転により住宅1自体の振動が吸収され、住宅1を制振することができる。また、第1外壁パネル7の面剛性を利用して振動を制振部材20に伝達するので、躯体である間柱13等の剛性を軽減することができ、間柱13等の断面積を小さくすることができる。
【0051】
また、制振部材20は、一端である取付部21aが間柱13の外側面13aよりも内側に固定され、他端である金属板部23がこの間柱13の外側面13aよりも外側に突出して第1外壁パネルに7に接続されている。
【0052】
そのため、この制振部材20が住宅1の躯体の内側に入り込んだ状態で取り付けられることとなり、住宅1の躯体と第1外壁パネル7との間隙の大きさに関わらず、振動時に弾性変形する弾性部22の厚みを十分に確保することができる。したがって、弾性部22を所望の大きさに設計することができ、十分な制振効果を確実に得ることができる。また、上述の実施の形態では、制振部材20の一端である取付部21aが間柱13に固定されているので、間柱13と第1外壁パネル7との間に生じる振動によるせん断変形を制振部材20に確実に伝達して制振効果を得ることができる。
【0053】
さらに、上述の実施の形態では、制振部材20が高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部22を有しているので、制振部材20の剛性(固定度)や制振力を容易に調整することができ、住宅1全体の剛性や制振力の程度を所望の大きさに設計することができる。
【0054】
つまり、円筒形状を呈する弾性部22の硬度、厚み、径、数等を変更することで最適な制振を実現することが可能となる。
【0055】
なお、上述の実施の形態では、弾性部22の弾性変形によって第1外壁パネル7が重心位置を中心に回転するようになっているが、この弾性部2の大きさ等を変更することにより、回転中心の位置を最適な位置に設定することができる。
【0056】
そして、上述の実施の形態では、金属性のブラケット部21と、弾性力を有する弾性部22と、金属製の金属板部23とが積層されて制振部材20が形成されているので、この制振部材20の剛性等をさらに容易に調整することができると共に、この制振部材20を間柱13や第1外壁パネル7に強固且つ容易に取り付けることができる。
【0057】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【0058】
例えば、本発明の実施の形態では、制振部材20の一端が間柱13に固定されているが、これに限らない。この制振部材20の一端が、床梁11や天井梁12に固定されていてもよい。
【0059】
この場合、制振部材20のブラケット部21の取付部21aは、取付部21aが床梁11や天井梁12の第1外壁パネル7に覆われる側面に固定され、支持部21bが床梁11の外側面11aや天井梁12の外側面12aと平行に位置される。また、このとき、この支持部21bの外側の面21bAが、床梁11の外側面11aや天井梁12の外側面12aよりも内側に位置するように取り付けられる。
【0060】
これにより、床梁11や天井梁12と第1外壁パネル7との間に生じる振動によるせん断変形を制振部材20に確実に伝達して制振効果を得ることができる。
【0061】
また、第1外壁パネル7を基礎2上に設けられる土台と、1階部3と2階部4との間に設けられる胴差しとの間に配置してもよいし、2階部4に配置してもよい。
【0062】
さらに、第1外壁パネル7の重みによる垂れ下がりや、制振部材20の弾性部22のクリープ現象が生じることが考えられるが、これを防止するために、弾性部22を矩形形状に形成してもよい。
【0063】
この場合、鉛直方向の長さを水平方向の長さよりも大きくすることで、鉛直方向の剛性を大きくすることができ、第1外壁パネル7の重みによる垂れ下がりや弾性部22のクリープ現象を防止することができる。
【0064】
また、支持部21bの下端部に垂直に突出する突出部を設けてもよい。この場合、第1外壁パネル7の重みによって垂れ下がりが生じると、突出部に金属板部23が接触して支持され、この突出部がストッパーの役割をして第1外壁パネル7の垂れ下がりを防止することができる。
【0065】
さらに、上述の実施の形態では、第1外壁パネル7が複数の制振部材20及び一対のボルト14によって、間柱13に接続されているが、このボルト14によって接続しなくてもよい。
【0066】
この場合であっても、第1外壁パネル7は、間柱13に対してせん断変形を生じて回転し、制振効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】この発明に係る住宅の概略正面図である。
【図2】図1に示す住宅の1階部の外壁パネルの取付位置及び開口部の形成位置を示す説明図である。
【図3】この発明に係る外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図4】図3におけるA−A断面図である。
【図5】(a)はこの発明に係る制振部材を示す要部斜視説明図であり、(b)は図5(a)における制振部材の構成説明図である。
【図6】この発明に係る制振に利用する第1外壁パネルに振動が伝達した際の状態を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【0068】
1 建物(住宅)
7 外壁パネル(第1外壁パネル)
11 床梁(躯体)
12 天井梁(躯体)
13 間柱(躯体)
13a 外側面
20 制振手段(制振部材)
21a 一端(取付部)
23 他端(金属板部)




 

 


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