制振装置付き階段、及び建物

【課題】従来よりも制振効果が高い制振装置付き階段を提供する。
【解決手段】階段１０の桁である下側階段梁２８、及び上側階段梁３４の側面に、各々ブラケット３８を介してマスダンパである制振装置３６を取り付ける。階段歩行による桁の振動が制振装置３６によって効果的に吸収される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置付き階段、及び建物にかかり、特に、階段歩行による振動を効果的に抑えることのできる制振装置付き階段、及び建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の階段として、金属製の階段を用いる場合がある。金属製の階段は、強度は強いが、振動の減衰に劣り、特に長い階段では、振動が大きく、また振動が長く続く傾向にある。階段の振動を抑えるために、階段に制振装置を取り付ける場合がある（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平６−１５８８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、蹴込み板が無く、力桁の上部に複数の踏板を配置したいわゆるスケルトン階段（透し階段）が戸建住宅で用いられているが、スケルトン階段は、意匠性は高いものの、特にアルミ製のものは振動し易い傾向にあり、従来の制振装置では十分に振動を抑えられない場合があった。
【０００４】
また、階段が振動すると、階段の振動が建物の床や天井等に伝達され、床や天井等が共鳴してしまう場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、従来よりも制振効果が高い制振装置付き階段、及び制振装置付き階段を備えた建物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者が種々の調査を行った結果、特に力桁で踏板を支持する構造の階段においては、踏板自身の振動よりも力桁の振動の方が大きい事が判明し、力桁で踏板を支持する構造の階段においては、力桁に制振装置を取り付けることで大きな制振効果が得られることが判明した。
【０００７】
請求項１に記載の制振装置付き階段は上記事実に鑑みてなされたものであって、踏板を桁で支持する階段本体と、前記桁に取り付けられ、前記桁の振動を吸収する桁用制振装置と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の制振装置付き階段では、踏板及び階段歩行者の荷重が桁によって支持される。階段歩行者の歩行により桁が振動した場合、桁の振動が桁用制振装置によって吸収される。したがって、踏板を桁で支持する構成の階段において、歩行に伴う不快な振動が効果的に抑えられる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制振装置付き階段において、前記階段本体は、スケルトン階段である、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の制振装置付き階段では、スケルトン階段の桁の振動が、桁用制振装置によって吸収される。
【００１１】
スケルトン階段には蹴込み板が無いため振動し易く、桁用制振装置をスケルトン階段の桁に取り付けることにより、桁用制振装置の効果を特に発揮することが出来る。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の制振装置付き階段において、前記複数の踏板が、１本の前記桁で支持されている、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の制振装置付き階段では、階段歩行者の荷重が、踏板を介して１本の桁で支持される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の制振装置付き階段において、前記複数の踏板は、前記１本の桁で中央部が支持されている、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の制振装置付き階段では、踏板の中央部が１本の桁で支持されているため、踏板の端部を１本の桁で支持する場合（いわゆる片持ちの支持）に比較して、踏板が安定する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の制振装置付き階段において、前記複数の踏板は、２本の前記桁で支持されている、ことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の制振装置付き階段では、階段歩行者の荷重が、踏板を介して２本の桁で支持される。また、荷重を２本の桁で支持するため（いわゆる両持ちの支持）、１本の桁で支持する場合に比較して踏板が安定する。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の制振装置付き階段において、前記制振装置は、前記２本の桁の互いに対向する内側面に取り付けられている、ことを特徴としている。
【００１９】
制振装置を２本の桁の互いに対向する内側面に取り付けることで、制振装置が見え難くなり、階段の見栄えが向上する。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の制振装置付き階段において、前記制振装置は、ブラケットを介して前記桁に取り付けられている、ことを特徴としている。
【００２１】
請求項７に記載の制振装置付き階段では、階段の振動がブラケットを介して制振装置に伝達される。制振装置は、ブラケットを介して桁に取り付けるので、制振装置の取り付けの自由度が増す。また、ブラケットを用いることで、制振装置の効果が最大限に発揮できるような向きに制振装置を取り付けることが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の制振装置付き階段において、前記桁用制振装置は、マスと弾性体とを有するマスダンパである、ことを特徴としている。
【００２３】
請求項８に記載の制振装置では、桁が振動すると、マスダンパにおいて、弾性体で支持されたマスが振動し、その結果、桁の振動が抑えられる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の制振装置付き階段において、前記弾性体の上に前記マスが支持されている、ことを特徴としている。
【００２５】
請求項９に記載の制振装置付き階段では、マスの荷重がマスの下に位置する弾性体によって支持されるため、マスを弾性体に安定して保持できる。また、弾性体の上にマスを支持する構成は、マスを上下に振動させ易く、上下振動に対して効果的である。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または請求項９に記載の制振装置付き階段において、前記弾性体と前記マスとの接続部分が水平に配置されている、ことを特徴としている。
【００２７】
弾性体とマスとの接続部分を水平とすることで、マスの重量を支持している状態において接続部分に剪断力が作用せず、弾性体には圧縮力のみが作用するので、マスを安定して保持できる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の制振装置付き階段において、前記踏板に踏板用制振装置が取り付けられている、ことを特徴としている。
【００２９】
階段歩行者の歩行により、踏板自身も振動する場合がある。請求項１１に記載の制振装置付き階段では、踏板自身の振動を踏板用制振装置で抑えることができ、階段の振動を更に抑えることができる。
【００３０】
請求項１２に記載の建物は、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の制振装置付き階段を備えた、ことを特徴としている。
【００３１】
請求項１２に記載の建物では、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の制振装置付き階段を備えているため、階段の歩行による建物の振動が抑えられる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように請求項１に記載の制振装置付き階段によれば、階段歩行者の歩行による階段の振動を、従来よりも効果的に抑えることができる、という効果がある。
【００３３】
請求項２に記載の制振装置付き階段によれば、スケルトン階段の振動を効果的に抑えることができる、という効果がある。
【００３４】
請求項３に記載の制振装置付き階段によれば、桁が１本で済むため部品点数が低減できる。
【００３５】
請求項４に記載の制振装置付き階段によれば、踏板の端部を支持する場合に比較して踏板が安定する。
【００３６】
請求項５に記載の制振装置付き階段によれば、桁が１本の場合に比較して、踏板が安定する。
【００３７】
請求項６に記載の制振装置付き階段によれば、制振装置が見え難くなり、階段の見栄えが向上する。
【００３８】
請求項７に記載の制振装置付き階段によれば、制振装置の取り付けの自由度を増すことができる。また、制振装置の効果が最大限に発揮できるような向きに制振装置を取り付けることが可能となる。
【００３９】
請求項８に記載の制振装置付き階段によれば、マスと弾性体という簡単な構成で制振装置を実現できる。
【００４０】
請求項９に記載の制振装置付き階段によれば、マスの荷重マスを弾性体に安定して保持できる。また、上下振動に対して効果的である。
【００４１】
請求項１０に記載の制振装置付き階段によれば、マスを安定して保持できる。
【００４２】
請求項１１に記載の制振装置付き階段によれば、踏板自身の振動を抑えことで、階段の振動を更に抑えることができる。
【００４３】
また、請求項１２に記載の建物によれば、階段歩行者の歩行によって建物が振動することを抑えることができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図１乃至図３にしたがって、本発明の制振装置付き階段の一実施形態を説明する。
【００４５】
図１には、本実施形態に係る階段１０を備えた建物１２の要部が斜視図で示されている。この図に示されるように、建物１２は、天井パネル１４及び床パネル１６並びに両者を繋ぐ柱１８を躯体として備えている。なお、図１では、これらの天井パネル１４、床パネル１６、柱１８をすべて二点鎖線で図示している。さらに、建物１２には、外壁２０側に一対の中柱２２が立設されている。一対の中柱２２は所定の間隔をあけて配置されている。
【００４６】
本実施形態の階段１０は、いわゆるスケルトン階段と呼ばれるものである。階段１０は、下部階段２４と上部階段２６を備えている。
【００４７】
図１、及び図２に示すように、下部階段２４は、側面視で略「へ」の字状に屈曲された桁としての下側階段梁２８を一対備えている。下側階段梁２８は、下側水平部２８Ａと、当該下側水平部２８Ａの一端部から所定の傾斜角度で斜め下側へ屈曲された下側屈曲部２８Ｂとを備えており、本実施形態では鋼製の角パイプを加工して形成されている。
【００４８】
下側水平部２８Ａの他端部は、中柱２２の高さ方向中間部にボルトで又は溶接により固定されている。また、下側屈曲部２８Ｂの下端部は、図示しない床小梁にボルトで又は溶接により固定されている。
【００４９】
さらに、下側水平部２８Ａの上面には踊場パネル３０が取り付けられている。
【００５０】
また、下部階段２４では、一対の下側屈曲部２８Ｂを掛け渡すように、所定の間隔で複数の踏板３２が、台形の踏板取付部材３３を介して下側屈曲部２８Ｂの上面に取り付けられている。
【００５１】
一方、上部階段２６は、側面視で略「逆へ」の字状に屈曲された桁としての上側階段梁３４を一対備えている。上側階段梁３４は、傾斜した上側屈曲部３４Ｂと、上側屈曲部３４Ｂの下端から踊場パネル３０の下側へ水平方向に延びる上側水平部（図示せず）とを備えており、本実施形態では下側階段梁２８と同様に鋼製の角パイプを加工して形成されている。
【００５２】
上側水平部は、一方の下側階段梁２８の側面にボルトで又は溶接により固定されている。また、上側屈曲部３４Ｂの上端部は、図示しない天井小梁にボルトで又は溶接により固定されている。
【００５３】
上部階段２６では、一対の上側屈曲部３４Ｂを掛け渡すように、所定の間隔で複数の踏板３２が、台形の踏板取付部材３３を介して上側屈曲部３４Ｂの上面に取り付けられている。
【００５４】
なお、本実施形態では、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４を角パイプで形成したため、台形の踏板取付部材３３を介して踏板３２を取り付けているが、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の段部が形成されている、所謂ささら桁であっても良い。
【００５５】
（制振装置）
図２、及び図３に示すように、下側階段梁２８における下側屈曲部２８Ｂの内側面には、各々ブラケット３８を介して制振装置３６が取り付けられている。また、図示はしないが、上側階段梁３４における上側屈曲部３４Ｂの内側面にも各々ブラケット３８を介して制振装置３６が取り付けられている。
【００５６】
ブラケット３８は、梁側面に取り付けるための梁取付部３８Ａと、この梁取付部３８Ａの端部から下方に延びる弾性体取付部３８Ｂとを備えており、例えば、鋼製のアングル等を加工して形成されている。
【００５７】
梁取付部３８Ａには、ボルト４０を挿通するための孔（図示せず）が形成されている。また、上側階段梁３４、及び下側階段梁２８の側面にもボルト４０を挿通させるための孔（図示せず）が夫々形成されており、梁取付部３８Ａの孔、及び梁の孔に挿通させたボルト４０と、ボルト４０に螺合させたナット４２によりブラケット３８を梁側面に固定している。なお、上側屈曲部３４Ｂ、及び下側屈曲部２８Ｂには、ボルト４０を挿通させるための孔（図示せず）とは反対側の側面に、ナット４２を締め付ける際に用いる工具を挿入するための孔４４が形成されている。なお、この孔４４は、通常は図示しない蓋で塞がれている。
【００５８】
本実施形態では、１本のボルト４０でブラケット３８を梁側面に固定するようにしているため、ナット４２を緩めれば、ボルト４０を回転中心としてブラケット３８を回転できる。本実施形態では、弾性体取付部３８Ｂを水平にした状態でブラケット３８が梁側面に固定されている。
【００５９】
弾性体取付部３８Ｂの上面には、制振装置３６を構成する部材である弾性体４６が接着により固着されている。本実施形態の弾性体４６は、一定厚さの矩形のゴムであるが、形状はこれに限らず、また、所望のバネ定数を確保していれば金属ばね等であっても良い。
【００６０】
弾性体４６の上面には、後述するマス５０を取り付けるための金属製のプレート４８が固着されている。本実施形態のプレート４８は長方形であり、長手方向両側には、マス５０を取り付けるときに用いる一対の孔（図示せず）が形成されている。
【００６１】
プレート４８の上面には、制振装置３６を構成する部材であるマス５０が搭載されている。本実施形態のマス５０は、略長方形とされた金属のブロックであるが、所望の質量があれば金属以外の材料で形成されていても良い。
【００６２】
本実施形態の制振装置３６は、質量であるマス５０とバネである弾性体４６を備えた、いわゆるマスダンパである。
【００６３】
マス５０の一方の長辺には、略Ｖ字状の切欠５２が形成されており、切欠５２の１辺には、ネジ孔（図示せず）が一対形成されている。プレート４８の孔を挿通させたボルト５４をこのネジ孔に捩じ込むことで、マス５０がプレート４８に固定されている。
【００６４】
本実施形態では、弾性体４６に固着されたプレート４８にマス５０を固定しているが、プレート４８は必ずしも必要では無く、例えば、弾性体４６に対してマス５０を接着しても良い。
【００６５】
制振装置３６は、抑えたい振動の腹の部分に取り付けることが好ましく、本実施形態では、上側階段梁３４の長手方向略中央部分、及び下側階段梁２８の長手方向略中央部分に取り付けられている。また、本実施形態では、図１に示すように、下側階段梁２８の下側水平部２８Ａにも、下側屈曲部２８Ｂと同様にして制振装置３６が取り付けられている。
【００６６】
ここで、各制振装置３６におけるマス５０の重量、及び弾性体４６のバネ定数は、抑えたい周波数の振動に合わせて設定されているのは勿論である。
【００６７】
（作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００６８】
歩行者が階段１０を歩行した際に、上側階段梁３４や下部階段２４が振動した場合、この振動は、マスダンパである制振装置３６によって吸収され、歩行に伴う不快な振動が抑えられる。また、階段１０の振動が抑えられるので、階段歩行による建物１２の振動、例えば、天井パネル１４、床パネル１６、外壁２０等が振動することも抑えられる。
【００６９】
本実施形態の階段１０では、制振装置３６を階段１０の梁内側面に取り付けているため、階段外側から見て制振装置３６が目立たず、見栄えが良い。
【００７０】
本実施形態では、一定厚さの矩形のゴムである弾性体４６を水平に配置しているが、ブラケット３８を回転させて、弾性体４６を傾斜させても良い。弾性体４６は、制振効果が最も発揮できるように、梁の振動方向や、マス５０の振動方向等に応じて最適な向きを決めれば良い。
【００７１】
上記実施形態では、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４が各々一対設けられていたが、図４、及び図５に示すように、１本の下側階段梁２８、及び１本の上側階段梁３４で踏板３２を支持しても良い。１本の下側階段梁２８、及び上側階段梁３４で踏板３２を支持する場合、安定性、及び強度の面から、踏板３２の長手方向一端部で支持するよりも、図４に示すように踏板３２の長手方向中央部を支持することが好ましい。
【００７２】
［その他の実施形態］
図６（Ａ），（Ｂ）には、図３に示したブラケット３８とは異なる形状のブラケット５６を用いた例が示されている。このブラケット５６は、梁取付部５６Ａと、梁取付部５６Ａの端部から上方に延びる弾性体取付部５６Ｂとを備えており、図３に示したブラケット３８と同様に、鋼製のアングル等を加工して形成されている。
【００７３】
上記実施形態では、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４が各々角パイプから形成されていたが、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４を構成する部材は角パイプに限らず、例えば、図６（Ｃ）に示すようなＨ形鋼であっても良く、チャンネル等の他の形状の材料で形成されていても良い。
【００７４】
上記実施形態では、マス５０に切欠５２を形成していたが、図７（Ａ）に示すように、切欠の形成されていないマス５０を用い、前述したプレート４８の代わりに、図７（Ａ）に示すような側面視で略三角形のスペーサー５８を用いてマス５０を取り付けても良い。
【００７５】
スペーサー５８には、図示しない孔が形成されており、この孔を挿通させたボルト５４をマス５０のネジ孔に捩じ込むことでマス５０をスペーサー５８に固定している。なお、下側屈曲部２８Ｂには、図７（Ｂ）に示すようなクランク状に屈曲したブラケット６０がボルト６０、及びナット６２にて固定されており、このブラケット６０の上面に弾性体４６を介してスペーサー５８が固着されている。
【００７６】
上記実施形態では、マス５０の正面から見たときの形状が長方形であったが、図８に示すように、菱形等の他の形状であっても良い。
【００７７】
上記実施形態では、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４の材質が鋼であったが、アルミニューム等の他の金属で形成されていても良く、木材等の金属以外の材料で形成されていても良い。
【００７８】
アルミニュームで下側階段梁２８、及び上側階段梁３４を形成した場合、下側階段梁２８、及び上側階段梁３４は鋼の場合よりも振動し易くなるが、本発明の制振装置３６を取り付けることで、階段歩行時の振動を十分に抑えることができる。
【００７９】
上記実施形態では、桁としての下側階段梁２８、及び上側階段梁３４が各々直線形状であったが、本発明はこれに限らず、桁が螺旋状、即ち階段１０がいわゆる螺旋階段であっても良い。
【００８０】
上記実施形態では、桁である下側階段梁２８、及び上側階段梁３４に制振装置３６を取り付けたが、桁の振動が抑えられても踏板３２自身が振動して問題となるような場合には、踏板３２の裏面にブラケット等を介して制振装置３６を取り付けても良い。
【００８１】
上記実施形態では、制振装置３６がいわゆるマスダンパであったが、本発明はこれに限らず、制振装置３６は、例えば、履歴ダンパ、粘弾性ダンパ、粘性ダンパ、摩擦ダンパ、電磁力ダンパ、慣性力ダンパ等の他の周知の構造の制振装置であっても良い。
【００８２】
また、上記実施形態の階段１２は、桁である下側階段梁２８、上側階段梁３４の上に踏板３２を配置した構成であるが、踏板３２の両端部を桁で支持する、いわゆる側桁階段であっても良い。この場合、桁に制振装置３６を取り付ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】建物の階段付近の斜視図である。
【図２】下部階段の側面図である。
【図３】（Ａ）は制振装置の側面図であり、（Ｂ）は階段の制振装置取付部分の断面図である。
【図４】他の実施形態に係る階段の斜視図である。
【図５】他の実施形態に係る階段の断面図である。
【図６】（Ａ）は他の実施形態に係る制振装置の側面図であり、（Ｂ）は図６（Ａ）に示す階段の制振装置取付部分の断面図であり、（Ｃ）はＨ形鋼を用いた階段の制振装置取付部分の断面図である。
【図７】（Ａ）はさらに他の実施形態に係る制振装置の側面図であり、（Ｂ）は図７（Ａ）に示す階段の制振装置取付部分の断面図である。
【図８】さらに他の実施形態に係る制振装置の側面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０階段
１２建物
２８下側階段梁（桁）
３２踏板
３４上側階段梁（桁）
３６制振装置
３８ブラケット
４６弾性体
５０マス
５６ブラケット

【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏板を桁で支持する階段本体と、
前記桁に取り付けられ、前記桁の振動を吸収する桁用制振装置と、
を有することを特徴とする制振装置付き階段。
【請求項２】
前記階段本体は、スケルトン階段である、ことを特徴とする請求項１に記載の制振装置付き階段。
【請求項３】
前記複数の踏板が、１本の前記桁で支持されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制振装置付き階段。
【請求項４】
前記複数の踏板は、前記１本の桁で中央部が支持されている、ことを特徴とする請求項３に記載の制振装置付き階段。
【請求項５】
前記複数の踏板は、２本の前記桁で支持されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制振装置付き階段。
【請求項６】
前記制振装置は、前記２本の桁の互いに対向する内側面に取り付けられている、ことを特徴とする請求項５に記載の制振装置付き階段。
【請求項７】
前記制振装置は、ブラケットを介して前記桁に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の制振装置付き階段。
【請求項８】
前記桁用制振装置は、マスと弾性体とを有するマスダンパである、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の制振装置付き階段。
【請求項９】
前記弾性体の上に前記マスが支持されている、ことを特徴とする請求項８に記載の制振装置付き階段。
【請求項１０】
前記弾性体と前記マスとの接続部分が水平に配置されている、ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の制振装置付き階段。
【請求項１１】
前記踏板に踏板用制振装置が取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の制振装置付き階段。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の制振装置付き階段を備えた、ことを特徴とした建物。

【図１】