建物外壁取付構造
【課題】建物に専用の制振機構を設置することなく制振を行うことのできる建物外壁取付構造を提供する。
【解決手段】住宅１の軸組みとして組まれた外側の床梁１１の上に天井梁１０が複数の支柱で支持され、床梁１１と天井梁１０とを接続する間柱１２が支柱間に設けられ、間柱１２と床梁１１と天井梁１０とによって形成される複数の開口部９を塞ぐように第１外壁パネル７が間柱１２に支持された建物外壁取付構造において、第１外壁パネル７を間柱１２に該間柱に対して相対回転可能に支持する支持手段２４を備える。
【解決手段】住宅１の軸組みとして組まれた外側の床梁１１の上に天井梁１０が複数の支柱で支持され、床梁１１と天井梁１０とを接続する間柱１２が支柱間に設けられ、間柱１２と床梁１１と天井梁１０とによって形成される複数の開口部９を塞ぐように第１外壁パネル７が間柱１２に支持された建物外壁取付構造において、第１外壁パネル７を間柱１２に該間柱に対して相対回転可能に支持する支持手段２４を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の躯体に外壁を取り付ける建物外壁取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中低層住宅等の建物において、例えば、建物の周囲を走行する自動車や、建物の周囲で行われる建設工事による微小振動や、住宅内での歩行による微小振動或いは風による微小振動等の振動を抑制する建物の制振構造又は制振装置が提案されている。
【０００３】
例えば、建物の制振装置としては、建物の屋上や天井あるいは上階等の建物の上部にフレームが固定され、該フレームの天井部からワイヤー等の懸垂用吊具を介して重錘（重り）が吊り下げられている振り子型制振装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
尚、この振り子型制振装置においては、重錘は６面体の平板形状を有し且つフレーム内部において重錘の振動方向となる方向に所定の振幅で振動することができる大きさに形成されている。
【０００５】
また、重錘の振動方向の端面には振動方向にそれぞれ延長されたシャフトが立設されている。しかも、該シャフトは、フレームの側部にそれぞれ形成された貫通長穴に挿通され且つ先端がフレームの側部からそれぞれ突出するようになっている。さらに、該シャフトのフレームの側部よりも外側の所定位置には第１バネ受け部材が設けられている。
【０００６】
また、シャフトのフレームの側部と第１バネ受け部材との間にはプレートがシャフトに沿って重錘の振動方向に移動可能に設けられている。しかも、プレートの第１バネ受け部材側の面にはシャフトの外周に沿って嵌入されシャフトに沿って摺動可能な第２バネ受け部材が設けられている。そして、シャフトの端部に固定された第１バネ受け部材とプレートに固定された第２バネ受け部材との間で且つシャフトの外周部には、所定のバネ定数を有するコイルバネが自然長よりも所定の長さだけ収縮させた状態で嵌入されている。
【０００７】
一方、プレートのフレーム側の面の所定の位置には受体が固定されており、該受体により転動自在に保持されたボールがフレームの側部の第１バネ受け部材側の面に固定された滑り板に転動自在に当接している。
【０００８】
尚、コイルバネは、コイルバネの弾性力と、受体と滑り板とによるボールの挟持力を調整する調整手段を兼ねている。
【０００９】
また、プレートの下方に対応する位置にはフレームの底板を構成する滑り板が配置されており、プレートの下部に固定された受体に転動自在に保持されたボールが滑り板に転動可能に当接している。
【特許文献１】特開平１１−３５１３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の建物の振り子型制振装置では、重錘やフレーム、調整手段等からなる複雑な制振機構を建物とは別に設置しなけなければならいのでコスト高になるといった問題がある。
【００１１】
この発明は、上述した問題点を解決し、建物に専用の制振機構を設置することなく建物の制振を行うことのできる建物外壁取付構造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】
【００１２】
上記問題点を解決するため請求項１の発明は、柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に外壁が支持された建物外壁取付構造において、前記建物への振動入力時に前記外壁を前記躯体に対して相対回転又は変位させて、前記振動入力による前記建物の固有振動を制振可能に前記外壁を前記躯体に支持する支持手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記支持手段は、前記建物の固有振動を制振可能に調整する弾性部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の建物外壁取付構造において、前記建物の上階の外壁が前記支持手段を介して前記上階の躯体に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、外壁を制振機構として利用することによって交通振動や中小規模の地震による揺れの抑制を行うことができる。しかも、外壁の取り付けを強度を考慮に入れず空間を仕切るだけのカーテンウォール構造的に行うことができるので、地震時の外壁の損傷を低減することができると共に、簡単な制振機構によってコストを削減することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、弾性部材の形状等を調整することで外壁の固有振動数を変更することができるので、様々な周波数の揺れに対して制振効果を発揮することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、建物の上階を除く部分は外壁を強固に固定しているので地震等の振動に対して耐久性を有すると共に上階は回転可能な外壁により地震時の振動を吸収することができるので、振動耐久性及び振動吸収性という２つの効果によって建物はより大きな制振効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明にかかる建物外壁取付構造の実施例１を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１にかかる住宅の概略立面図である。
【００２０】
図１に示すように、２階建ての住宅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が設けられている。また、１階部３とその上の２階部４との間には隔壁５が設けられていると共に、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）を有する。
【００２１】
また、２階部４の屋根６と隔壁５との間には第１外壁パネル７（制振に利用する外壁パネル）及び第２外壁パネル８，８ａ（制振に利用しない外壁パネル）が複数設けられている。更に、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。尚、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。
【００２２】
また、住宅１の１階部３の外側部分に設けられる外壁には、２階部４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）のみが使用される。
【００２３】
図２に示すように、住宅１の２階部４のＸ方向に沿い且つ図面上の下方に位置する住宅１のコーナ部には、断面視Ｌ字状の第２外壁パネル８ａ，８ａがそれぞれに設けられている。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，サッシ窓９ａ，第１外壁パネル７が配設されている。
【００２４】
尚、上記以外の住宅１の外側部分にも第１外壁パネル７と、第２外壁パネル８（８ａ）と、サッシ窓９ａとが住宅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。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、図２の２階部４のＸ方向に沿い且つ図面上の下方に位置する住宅１の外側部分には、軸組みの一部である天井梁１０と床梁１１とが図示しない支柱により支持されている。しかも、天井梁１０と床梁１１の間で且つ支柱間には天井梁１０及び床梁１１の長手方向に垂直に且つ天井梁１０と床梁１１との間を連結するように間柱１２が複数設けられている。尚、支柱はコーナの第２外壁パネル８ａの内側に設けられている。
【００２６】
また、天井梁１０と床梁１１及び間柱１２の外側の面は、それぞれ面一になるように連結されると共に連結により、天井梁１０と床梁１１及び間柱１２に囲まれた開口部９が形成されている。尚、図１，図２に示したサッシ窓９ａは図３には図示せず省略されている。
【００２７】
第１外壁パネル７は後述するようにボルトやリベット等を介して間柱１２に回転可能に支持され、一方、第２外壁パネル８は後述するようにボルトや固定リベット等を介して間柱１２に固定支持されている。
【００２８】
また、第１外壁パネル７と第２外壁パネル８（８ａ）または第１外壁パネル７とサッシとの対向する側面の間は隙間Ｓａを有している。
【００２９】
そして、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）においてＳ方向に見ると、隙間Ｓａには、隙間Ｓａが塞がれるように合成樹脂からなる略柱状のガスケット１３が第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）の対向する側面に沿って嵌入固定されている。従って、隙間Ｓａから雨が吹き込んだり、隙間Ｓａの存在によって建物自体の見栄えが悪くならないようになっている。
【００３０】
尚、ガスケット１３は、断面視矩形状の頭部１４及び頭部１４から突出する軸部１５を有すると共に軸部１５は軸部１５から放射状に伸び且つ第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）の対向する側面に当接する複数のフィン１６を有する。
【００３１】
従って、ガスケット１３の頭部１４の住宅１外側の端面を第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）の住宅１内側の面に係止させ且つ間柱１２に頭部１４の住宅１内側端面を接着固定させることで、ガスケット１３は第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）間に嵌入固定されている。
【００３２】
また、ガスケット１３は、合成樹脂等からなり所定の弾性を有しているので、ガスケット１３嵌入固定時でも第１外壁パネル７の回転運動を妨げることがない。
【００３３】
さらに、図示は省略するが、開口部９に設けられたサッシ窓９ａと第２外壁パネル８の間または第２外壁パネル８と隣接する第２外壁パネル８の間にも隙間が形成されおり、この隙間にも同様に合成樹脂等からなるガスケットが嵌入固定されている。
【００３４】
図４に示すように、正面視矩形状の１枚の第１外壁パネル７は、上下縁部が天井梁１０及び床梁１１の一部と重なるようにボルト１９を介して間柱１２に支持されている。しかも、第１外壁パネル７は、両側縁部及び両側縁部間の中央の部分が間柱１２，１２，１２と重なるように配置されている。
【００３５】
また、図４,図５に示すように、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから距離Ｌだけ離れた天井梁１０側の上部位置Ａには第１外壁パネル７を貫通する穴部１７が設けられている。しかも、第１外壁パネル７の穴部１７位置と同一位置に対応する間柱１２の位置には間柱１２を貫通し且つ第１外壁パネル７の穴部１７と同一の径を有する穴部１８が設けられている。
【００３６】
また、ボルト１９が、間柱１２及び第１外壁パネル７の各穴部１７、１８を挿通するように第１外壁パネル７側から挿入されている。しかも、間柱１２と第１外壁パネル７との間にはボルト１９に螺着したナット２０が配設されている。従って、間柱１２と第１外壁パネル７との間はナット２０の厚みにより一定の間隔を有している。
【００３７】
そして、ボルト１９の間柱１２から突出した先端縁部にナット２１を螺合することによって、第１外壁パネル７は間柱１２に取り付けられている。尚、ボルト１９は、頭部２２とこの頭部２２と一体に形成された軸部２３を有している。また、ボルト１９の軸部２３には、頭部２２側の支持軸部２３ａとこの支持軸部２３ａに連設された雄ねじ部２３ｂとを有する。雄ねじ部２３ｂは第１外壁パネル７の穴部１７に対応する部分には形成されておらず、ねじ部のない支持軸部２３ａが第１外壁パネル１７の穴部１７に対応している。これにより、第１外壁パネル７は回転できるようになっている。尚、ボルト１９及びナット２０，２１は第１外壁パネル７を間柱１２に支持する支持手段２４を構成している。
【００３８】
ところで、間柱１２を貫通する穴部１８は第１外壁パネル７を間柱１２に支持した場合の第１外壁パネル７の穴部１７と同位置としたが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、第１外壁パネル７が地震等の際に所望の固有振動数で回転するように調整するために、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから間柱１２の支持位置Ａまでの距離Ｌを調整する調整構造を有する構造としても良い。
【００４０】
この調整構造としては、図６に示すように、第１外壁パネル７の左右方向中央に複数の穴部１７，１７，１７を上下に間隔をおいて設けると共に間柱１２にも複数の穴部１７，１７，１７に対応して複数の穴部１８，１８，１８を上下に間隔をおいて設けて、これらの複数の穴部１７，１７，１７及び１８，１８，１８のうちボルト１９を挿通するものを選択するようにしても良い。この構造により、ボルト１９を挿通する穴部１７，１８を変更することによって距離Ｌが調整され、第１外壁パネル７の回転による固有振動数を所望のものにすることができる。
【００４１】
一方、図７に示すように、正面視矩形状の第２外壁パネル８は、ボルト１９ａを介して３本の間柱１２に固定支持される。
【００４２】
以上の構成から、第１外壁パネル７をマス（重り）として利用し、地震時に住宅１が振動した場合でも、第１外壁パネル７が、住宅１の振動により第１外壁パネルの支持位置Ａを中心として回転する（図４参照）。その際、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。
【００４３】
従って、第１外壁パネル７の慣性力による回転により住宅１自体の振動は吸収され、住宅１を制振することができる。
【００４４】
しかも、住宅１の１階部３の外壁にはすべて第２外壁パネル８を使用すると共に第２外壁パネル８は住宅１の１階部３の外側部分に強固に固定されているので、住宅１の水平剛性が確保され、住宅１は、住宅１への振動入力に対する１階部３の剛性と２階部４に設けられた第１外壁パネルによる動吸振性との双方を兼ね備えている。
【００４５】
従って、住宅１のこの双方の性質により、住宅１はより大きな制振効果を発揮することができる。
【００４６】
また、地震時等における第１外壁パネル７の固有振動数を住宅１の地震時等の１次固有振動数と同じになるように、あらかじめ第１外壁パネル７の配置、枚数、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌ等を調整することで最適な制振が実施される（図６参照）。
【００４７】
以下、住宅１の最適な制振を実施するための第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌの値を理論的解法により算出する。
【００４８】
ただし、以下で求める第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌの値は図２に示した住宅１のＸ方向において支持された第１外壁パネル７のみを考慮した場合に関するものであると共に外壁パネル間に嵌入されるガスケット１３は考慮していない。
【００４９】
まず、住宅１の振動有効重量を２１．８［ｔｆ］とし、住宅１のＸ方向に利用する８枚の第１外壁パネル７を考慮して計算を行う（図２参照）。また、第１外壁パネル７の１枚あたりの重量を０．１３［ｔｆ］とする。従って、８枚の第１外壁パネル７の総重量は１．０４［ｔｆ］となる。
【００５０】
次に、住宅１の固有振動数ｆ１＝５［Ｈｚ］とし、第１外壁パネル７の固有振動数をｆ２、住宅１の振動有効質量をＭ、第１外壁パネル７の重量をｍ、第１外壁パネル７の振動の減衰率をｈとすると、住宅１の動吸振効果を最も発揮するこれらのパラメータ値は、以下の数１によって理論的に与えられることが知られている。
【００５１】
【数１】
上記数１の各パラーメタに値を代入することにより、第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］、第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３［％］と求められる。
【００５２】
ここで、第１外壁パネル７の回転運動（振り子運動）による固有振動数を表す理論式は
【００５３】
【数２】
で与えられる。ただし、ｇは重力加速度定数（９８０［ｃｍ／ｓ］）である。
【００５４】
従って、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌは数２に第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］を代入することによってＬ＝０．９［ｃｍ］と求められる。
【００５５】
即ち、第１外壁パネル７の支持位置Ａと第１外壁パネル７の重心位置Ｇとの距離Ｌを０．９ｃｍとし且つ第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈを１３％とすることで、住宅１の最適な制振を実施することができる。
【００５６】
以下、本発明にかかる建物外壁取付構造の実施例２を図面に基づいて説明する。
【実施例２】
【００５７】
本発明の実施例２にかかる住宅１の構成は、第１外壁パネル７を間柱１２に取り付ける構成を除いて上記実施例１にかかる住宅１の構成と同じである。従って、以下、実施例２にかかる構成の説明は、第１外壁パネル７の取り付けに関する所のみを実施例１における構成の符号を用いて説明していくことにする。
【００５８】
図８に示すように、第１外壁パネル７の両側縁部は２本の間柱１２，１２に支持されている。また、２本の間柱１２，１２は、第１外壁パネル７の両側縁部と重なるように設けられている。
【００５９】
さらに、第１外壁パネル７は、２本の間柱１２の上下端縁部にそれぞれ設けられた合計４個の支持手段２４ａによって２本の間柱１２にあらゆる方向に対して回転可能に支持されている。この支持手段２４ａは、円形の第１,第２金属板２５,２７と、この第１，第２金属板２５，２７間に接着等により固着された軸状のゴム２６（弾性部材）を有する。
【００６０】
そして、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、間柱１２の第１外壁パネル７側側面には、円柱状の第１金属板２５がビス止め固定されている。しかも、第２金属板２７は第１外壁パネル７にビス止め固定されている。
【００６１】
従って、４点で間柱１２に支持手段２４ａを介して支持された第１外壁パネル７はゴム２６の弾性によりあらゆる方向に回転可能となっている。
【００６２】
また、ゴム２６は、第１,第２金属板２５,２７の直径よりも小さい径を有する。しかも、第１,第２金属板２５,２７は、それぞれ同一の厚みを有し且つゴム２６も所定の厚みを有する。
【００６３】
尚、２８は第１,第２金属板２５,２７に設けたビスを挿通するための４つのビス穴である。
【００６４】
また、第１外壁パネル７を支持しているゴム２６の厚み・径・数を変更することにより第１外壁パネル７の固有振動数は自由に変更される。
【００６５】
以上の構成から、第１外壁パネル７をマス（重り）として利用し、地震時に住宅１が振動した場合でも、第１外壁パネル７が、住宅１の振動によりゴム２６を介して任意の方向に回転する。その際、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。従って、第１外壁パネル７の慣性力による回転により住宅１自体の振動は吸収され、住宅１を制振することができる。
【００６６】
また、地震時等における第１外壁パネル７の固有振動数を住宅１の地震時等の１次固有振動数と同じになるように、あらかじめゴム２６の厚み・径・数を変更することで最適な制振が実施される。
【００６７】
以下、住宅１の最適な制振を実施するためのゴム２６の直径及び厚みの値を理論的解法により算出する。
【００６８】
ただし、以下で求めるゴム２６の直径及び厚みの値は図２に示した住宅１のＸ方向において支持された第１外壁パネル７のみを考慮した場合に関するものであると共に外壁パネル間に嵌入されるガスケット１３は考慮していない。
【００６９】
まず、住宅１の振動有効重量を２１．８［ｔｆ］とし、住宅１のＸ方向に利用する８枚の第１外壁パネル７を考慮して計算する（図２参照）。また、第１外壁パネル７の１枚あたりの重量を０．１３［ｔｆ］とする。従って、８枚の第１外壁パネル７の総重量は１．０４［ｔｆ］となる。
【００７０】
次に、住宅１の固有振動数ｆ１＝５［Ｈｚ］とし、第１外壁パネル７の固有振動数をｆ２、住宅１の振動有効質量をＭ、第１外壁パネル７の重量をｍ、第１外壁パネル７の振動の減衰率をｈとすると、住宅１の動吸振効果を最も発揮するこれらのパラメータ値は、以下の数３によって理論的に与えられることが知られている。
【００７１】
【数３】
上記数３の各パラーメタに値を代入することにより、第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］、第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３［％］と求められる。
【００７２】
従って、第１外壁パネル７の固有振動数が５．２４［ｔｆ］で且つ第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３％となるような弾性支持をすれば住宅１の動吸振効果を最も発揮することができる。
【００７３】
ここで、第１外壁パネル７の振動運動による固有振動数を表す理論式は
【００７４】
【数４】
で与えられる。ただし、ｇは重力加速度定数（９８０［ｃｍ／ｓ］）であり、ｋはゴム２６の水平剛性、ｍは第１外壁パネル７の重量である。
【００７５】
従って、数４に第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］を代入することによって、第１外壁パネル７の８枚あたりのゴム２６の水平剛性は１．１５［ｔｆ／ｃｍ］となる。
【００７６】
以上より、第１外壁パネル７の１枚あたりのゴム２６の水平剛性は０．１４４［ｔｆ／ｃｍ］を持つ必要があることになる。
【００７７】
さらに、図８に示すように、１枚の第１外壁パネル７は４点で間柱１２に弾性支持されているので、１個あたりのゴム２６の水平剛性は０．０３６［ｔｆ／ｃｍ］となる。
【００７８】
ここで、ゴム２６の水平剛性とゴム２６のせん断面積及びゴム厚の関係を表す理論式は
【００７９】
【数５】
で与えられる。ここで、Ｋｈはゴム２６の水平剛性［ｔｆ／ｃｍ］、Ｇはゴム２６の硬度から求められるゴム２６のせん断弾性係数［ｔｆ／ｃｍ］、Ａｒはゴム２６のせん断面積［ｃｍ］、ｔはゴム２６の厚み［ｃｍ］である。
【００８０】
ここで、第１外壁パネル７を支持するゴム２６として硬度５０のゴム２６を用いた場合、数５に第１外壁パネル７の１枚あたりのゴム２６の水平剛性の値０．１４４［ｔｆ／ｃｍ］を代入することにより、ゴム２６の直径２［ｃｍ］と、厚み０．５７［ｃｍ］が得られる。ただし、ゴム２６のせん断弾性係数Ｇはゴム２６の硬度から得られた値を代入した。
【００８１】
また、第１外壁パネル７を支持するゴム２６として硬度３０のゴム２６を支持部材として用いた場合には、ゴム２６のせん断弾性係数Ｇは０．００３［ｔｆ／ｃｍ］と求められるので、ゴム２６の直径は２［ｃｍ］、厚みは０．２７［ｃｍ］となる。
【００８２】
以上より、制振を実施するためのゴム２６として硬度５０、直径２［ｃｍ］、厚み０．５７［ｃｍ］または硬度３０、直径２［ｃｍ］、厚み０．２７［ｃｍ］を用いると共に第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３％となるような高減衰ゴムを第１外壁パネル７の弾性支持に利用することで住宅１の最適な制振を実施することができる。
【００８３】
以上説明したように本発明の実施の形態にかかる建物外壁取付構造は、柱、梁、耐力壁等の建物（住宅１）の躯体に外壁（第１外壁パネル７）が支持された建物外壁取付構造において、前記建物（住宅１）への振動入力時に前記外壁（第１外壁パネル７）を前記躯体に対して相対回転又は変位させて、前記振動入力による前記建物（住宅１）の固有振動を制振可能に前記外壁（第１外壁パネル７）を前記躯体に支持する支持手段を備えることを特徴とする。
【００８４】
この構成によれば、外壁パネルを制振機構として利用することによって交通振動や中小規模の地震による揺れの抑制を行うことができる。しかも、外壁パネルの取り付けを強度を考慮に入れず空間を仕切るカーテンウォール構造的に行うことができるので、地震時の外壁の損傷を低減することができると共に、簡単な制振機構によってコストを削減することができる。
【００８５】
また、本発明の実施の形態にかかる建物外壁取付構造は、前記支持手段２４ａ及び後述する支持手段２４ｂは、前記建物（住宅１）の固有振動を制振可能に調整する弾性部材（ゴム２６）を備えている。
【００８６】
この構成によれば、ゴム２６の形状等を調整することで第１外壁パネル７の固有振動数を変更することができるので、様々な周波数の揺れに対して制振効果を発揮することができる。
【００８７】
また、本発明の実施の形態にかかる建物外壁取付構造は、前記建物（住宅１）の上階の外壁（第１外壁パネル７）が前記支持手段２４,２４ａ及び後述する支持手段２４ｂを介して前記上階の躯体に支持されていることを特徴とする。
【００８８】
この構成によれば、住宅１の１階部３の外側に固定された第２外壁パネル８により建物の水平剛性が確保され、地震等の振動に対して耐久性を有すると共に２階部４は第１外壁パネルにより地震時の振動を吸収することができる。従って、振動耐久性及び動吸振性という２つの効果によって建物はより大きな制振効果を発揮することができる。
【００８９】
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。
【００９０】
例えば、本発明の実施例１及び実施例２では、第１外壁パネル７の回転可能な取付け構造を２階部４の天井梁１０と床梁１１との間の間柱１２に適用したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第１外壁パネル７の取付け構造を１階部３の基礎２上に設けられる土台又は床梁と、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設される間柱に適用してもよい。
【００９１】
また、本発明の実施例２の支持手段２４ａにおいては、第１外壁パネル７の重みによる垂れ下がりやゴム２６のクリープ現象が生じることも考えられる。従って、これを防止するために、図１０に示したような支持手段２４ｂで第１外壁パネル７を間柱１２に支持させるようにしても良い。この支持手段２４ｂは、矩形状の第１，第２金属板２５ａ，２７ａと、この第１，第２金属板２５ａ，２７ａ間に接着固定された矩形状のゴム２６ａ（弾性部材）を有する。
【００９２】
そして、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１金属板２５ａが間柱１２にビス止め固定されている。尚、ゴム２６ａは、鉛直方向長さが水平方向の長さよりも長く形成されている。また、第２金属板２７ａは第１外壁パネル７にビス止め固定されている。
【００９３】
この支持手段２４ｂの構成によれば、ゴム２６ａの鉛直方向長さが大きくとられているのでゴム２６ａの鉛直方向の剛性は大きく、第１外壁パネル７の重みによる鉛直方向への垂れ下がりやゴム２６のクリープ現象を防止することができる。
【００９４】
また、第１外壁パネル７の重みによる垂れ下がりやゴム２６のクリープ現象を防止する他の支持手段２４ｂを以下に示す。
【００９５】
図１１（ａ）,（ｂ）に示すように、第１金属板２５ａの下端部には、垂直に突出する突出部２９が一体に設けられている。
【００９６】
しかも、第２金属板２７ａは、第１金属板２５ａの突出部２９の先端縁部とが所定の間隔を保つようにゴム２６ａに接着固定されている。
【００９７】
従って、第１外壁パネル７が鉛直方向に垂れ下がると、第２金属板２７ａの鉛直方向下端面が第１金属板２５ａの突出部２９の先端縁部と接触し、突出部がストッパーの役割をして第１外壁パネル７の垂れ下がりを止める。
【００９８】
また、第２金属板２７ａの下端面に対応する第１金属板２５ａの突出部２９の先端縁部には、第２金属板２７ａの下端面に沿うように段差部２９ａが形成されている。しかも、段差部２９ａにはポリアミド樹脂等の低摩擦材３０が塗布されており、第２金属板２７ａの下端面が、下端面に対応する第１金属板２５の突出部２９に接触しても摩耗しないようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施例１にかかる住宅の概略立面図である。
【図２】本発明の実施例１にかかる住宅の２階部の外壁パネル取り付け位置及び開口部位置を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施例１にかかる制振構造の構成を示す斜視図であり、（ｂ）はガスケットの取り付け位置を（ａ）においてＳ方向に見た説明図である。
【図４】本発明の実施例１にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図５】本発明の実施例１にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す側面図である。
【図６】本発明の実施例１にかかる制振に利用する外壁パネルを調整可能に取り付けるための構成を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の実施例１にかかる制振に利用しない外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図８】本発明の実施例２にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施例２にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す側面図であり、（ｂ）は本発明の実施例２にかかる支持手段の構成説明図である。
【図１０】（ａ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段の要部斜視説明図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段を（ａ）においてＴ方向に見た構成説明図である。
【図１１】（ａ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段の要部斜視説明図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段の要部側面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 住宅（建物）
２ 基礎
３ １階部
４ ２階部
５ 隔壁
６ 屋根
７ 第１外壁パネル
８,８ａ 第２外壁パネル
９ 開口部
９ａ サッシ窓
１０ 天井梁
１１ 床梁
１２ 間柱
１３ ガスケット
１７,１８ 穴部
１９ ボルト
２０,２１ ナット
２４,２４ａ,２４ｂ 支持手段
２５ 第１金属板
２６ ゴム（弾性部材）
２７ 第２金属板
２８ ビス穴
２９ 突出部
２９ａ 段差部
３０ 低摩擦材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の躯体に外壁を取り付ける建物外壁取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中低層住宅等の建物において、例えば、建物の周囲を走行する自動車や、建物の周囲で行われる建設工事による微小振動や、住宅内での歩行による微小振動或いは風による微小振動等の振動を抑制する建物の制振構造又は制振装置が提案されている。
【０００３】
例えば、建物の制振装置としては、建物の屋上や天井あるいは上階等の建物の上部にフレームが固定され、該フレームの天井部からワイヤー等の懸垂用吊具を介して重錘（重り）が吊り下げられている振り子型制振装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
尚、この振り子型制振装置においては、重錘は６面体の平板形状を有し且つフレーム内部において重錘の振動方向となる方向に所定の振幅で振動することができる大きさに形成されている。
【０００５】
また、重錘の振動方向の端面には振動方向にそれぞれ延長されたシャフトが立設されている。しかも、該シャフトは、フレームの側部にそれぞれ形成された貫通長穴に挿通され且つ先端がフレームの側部からそれぞれ突出するようになっている。さらに、該シャフトのフレームの側部よりも外側の所定位置には第１バネ受け部材が設けられている。
【０００６】
また、シャフトのフレームの側部と第１バネ受け部材との間にはプレートがシャフトに沿って重錘の振動方向に移動可能に設けられている。しかも、プレートの第１バネ受け部材側の面にはシャフトの外周に沿って嵌入されシャフトに沿って摺動可能な第２バネ受け部材が設けられている。そして、シャフトの端部に固定された第１バネ受け部材とプレートに固定された第２バネ受け部材との間で且つシャフトの外周部には、所定のバネ定数を有するコイルバネが自然長よりも所定の長さだけ収縮させた状態で嵌入されている。
【０００７】
一方、プレートのフレーム側の面の所定の位置には受体が固定されており、該受体により転動自在に保持されたボールがフレームの側部の第１バネ受け部材側の面に固定された滑り板に転動自在に当接している。
【０００８】
尚、コイルバネは、コイルバネの弾性力と、受体と滑り板とによるボールの挟持力を調整する調整手段を兼ねている。
【０００９】
また、プレートの下方に対応する位置にはフレームの底板を構成する滑り板が配置されており、プレートの下部に固定された受体に転動自在に保持されたボールが滑り板に転動可能に当接している。
【特許文献１】特開平１１−３５１３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の建物の振り子型制振装置では、重錘やフレーム、調整手段等からなる複雑な制振機構を建物とは別に設置しなけなければならいのでコスト高になるといった問題がある。
【００１１】
この発明は、上述した問題点を解決し、建物に専用の制振機構を設置することなく建物の制振を行うことのできる建物外壁取付構造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】
【００１２】
上記問題点を解決するため請求項１の発明は、柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に外壁が支持された建物外壁取付構造において、前記建物への振動入力時に前記外壁を前記躯体に対して相対回転又は変位させて、前記振動入力による前記建物の固有振動を制振可能に前記外壁を前記躯体に支持する支持手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記支持手段は、前記建物の固有振動を制振可能に調整する弾性部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の建物外壁取付構造において、前記建物の上階の外壁が前記支持手段を介して前記上階の躯体に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、外壁を制振機構として利用することによって交通振動や中小規模の地震による揺れの抑制を行うことができる。しかも、外壁の取り付けを強度を考慮に入れず空間を仕切るだけのカーテンウォール構造的に行うことができるので、地震時の外壁の損傷を低減することができると共に、簡単な制振機構によってコストを削減することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、弾性部材の形状等を調整することで外壁の固有振動数を変更することができるので、様々な周波数の揺れに対して制振効果を発揮することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、建物の上階を除く部分は外壁を強固に固定しているので地震等の振動に対して耐久性を有すると共に上階は回転可能な外壁により地震時の振動を吸収することができるので、振動耐久性及び振動吸収性という２つの効果によって建物はより大きな制振効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明にかかる建物外壁取付構造の実施例１を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１にかかる住宅の概略立面図である。
【００２０】
図１に示すように、２階建ての住宅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が設けられている。また、１階部３とその上の２階部４との間には隔壁５が設けられていると共に、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）を有する。
【００２１】
また、２階部４の屋根６と隔壁５との間には第１外壁パネル７（制振に利用する外壁パネル）及び第２外壁パネル８，８ａ（制振に利用しない外壁パネル）が複数設けられている。更に、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。尚、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。
【００２２】
また、住宅１の１階部３の外側部分に設けられる外壁には、２階部４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）のみが使用される。
【００２３】
図２に示すように、住宅１の２階部４のＸ方向に沿い且つ図面上の下方に位置する住宅１のコーナ部には、断面視Ｌ字状の第２外壁パネル８ａ，８ａがそれぞれに設けられている。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，サッシ窓９ａ，第１外壁パネル７が配設されている。
【００２４】
尚、上記以外の住宅１の外側部分にも第１外壁パネル７と、第２外壁パネル８（８ａ）と、サッシ窓９ａとが住宅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。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、図２の２階部４のＸ方向に沿い且つ図面上の下方に位置する住宅１の外側部分には、軸組みの一部である天井梁１０と床梁１１とが図示しない支柱により支持されている。しかも、天井梁１０と床梁１１の間で且つ支柱間には天井梁１０及び床梁１１の長手方向に垂直に且つ天井梁１０と床梁１１との間を連結するように間柱１２が複数設けられている。尚、支柱はコーナの第２外壁パネル８ａの内側に設けられている。
【００２６】
また、天井梁１０と床梁１１及び間柱１２の外側の面は、それぞれ面一になるように連結されると共に連結により、天井梁１０と床梁１１及び間柱１２に囲まれた開口部９が形成されている。尚、図１，図２に示したサッシ窓９ａは図３には図示せず省略されている。
【００２７】
第１外壁パネル７は後述するようにボルトやリベット等を介して間柱１２に回転可能に支持され、一方、第２外壁パネル８は後述するようにボルトや固定リベット等を介して間柱１２に固定支持されている。
【００２８】
また、第１外壁パネル７と第２外壁パネル８（８ａ）または第１外壁パネル７とサッシとの対向する側面の間は隙間Ｓａを有している。
【００２９】
そして、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）においてＳ方向に見ると、隙間Ｓａには、隙間Ｓａが塞がれるように合成樹脂からなる略柱状のガスケット１３が第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）の対向する側面に沿って嵌入固定されている。従って、隙間Ｓａから雨が吹き込んだり、隙間Ｓａの存在によって建物自体の見栄えが悪くならないようになっている。
【００３０】
尚、ガスケット１３は、断面視矩形状の頭部１４及び頭部１４から突出する軸部１５を有すると共に軸部１５は軸部１５から放射状に伸び且つ第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）の対向する側面に当接する複数のフィン１６を有する。
【００３１】
従って、ガスケット１３の頭部１４の住宅１外側の端面を第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）の住宅１内側の面に係止させ且つ間柱１２に頭部１４の住宅１内側端面を接着固定させることで、ガスケット１３は第１,第２外壁パネル７，８（８ａ）間に嵌入固定されている。
【００３２】
また、ガスケット１３は、合成樹脂等からなり所定の弾性を有しているので、ガスケット１３嵌入固定時でも第１外壁パネル７の回転運動を妨げることがない。
【００３３】
さらに、図示は省略するが、開口部９に設けられたサッシ窓９ａと第２外壁パネル８の間または第２外壁パネル８と隣接する第２外壁パネル８の間にも隙間が形成されおり、この隙間にも同様に合成樹脂等からなるガスケットが嵌入固定されている。
【００３４】
図４に示すように、正面視矩形状の１枚の第１外壁パネル７は、上下縁部が天井梁１０及び床梁１１の一部と重なるようにボルト１９を介して間柱１２に支持されている。しかも、第１外壁パネル７は、両側縁部及び両側縁部間の中央の部分が間柱１２，１２，１２と重なるように配置されている。
【００３５】
また、図４,図５に示すように、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから距離Ｌだけ離れた天井梁１０側の上部位置Ａには第１外壁パネル７を貫通する穴部１７が設けられている。しかも、第１外壁パネル７の穴部１７位置と同一位置に対応する間柱１２の位置には間柱１２を貫通し且つ第１外壁パネル７の穴部１７と同一の径を有する穴部１８が設けられている。
【００３６】
また、ボルト１９が、間柱１２及び第１外壁パネル７の各穴部１７、１８を挿通するように第１外壁パネル７側から挿入されている。しかも、間柱１２と第１外壁パネル７との間にはボルト１９に螺着したナット２０が配設されている。従って、間柱１２と第１外壁パネル７との間はナット２０の厚みにより一定の間隔を有している。
【００３７】
そして、ボルト１９の間柱１２から突出した先端縁部にナット２１を螺合することによって、第１外壁パネル７は間柱１２に取り付けられている。尚、ボルト１９は、頭部２２とこの頭部２２と一体に形成された軸部２３を有している。また、ボルト１９の軸部２３には、頭部２２側の支持軸部２３ａとこの支持軸部２３ａに連設された雄ねじ部２３ｂとを有する。雄ねじ部２３ｂは第１外壁パネル７の穴部１７に対応する部分には形成されておらず、ねじ部のない支持軸部２３ａが第１外壁パネル１７の穴部１７に対応している。これにより、第１外壁パネル７は回転できるようになっている。尚、ボルト１９及びナット２０，２１は第１外壁パネル７を間柱１２に支持する支持手段２４を構成している。
【００３８】
ところで、間柱１２を貫通する穴部１８は第１外壁パネル７を間柱１２に支持した場合の第１外壁パネル７の穴部１７と同位置としたが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、第１外壁パネル７が地震等の際に所望の固有振動数で回転するように調整するために、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから間柱１２の支持位置Ａまでの距離Ｌを調整する調整構造を有する構造としても良い。
【００４０】
この調整構造としては、図６に示すように、第１外壁パネル７の左右方向中央に複数の穴部１７，１７，１７を上下に間隔をおいて設けると共に間柱１２にも複数の穴部１７，１７，１７に対応して複数の穴部１８，１８，１８を上下に間隔をおいて設けて、これらの複数の穴部１７，１７，１７及び１８，１８，１８のうちボルト１９を挿通するものを選択するようにしても良い。この構造により、ボルト１９を挿通する穴部１７，１８を変更することによって距離Ｌが調整され、第１外壁パネル７の回転による固有振動数を所望のものにすることができる。
【００４１】
一方、図７に示すように、正面視矩形状の第２外壁パネル８は、ボルト１９ａを介して３本の間柱１２に固定支持される。
【００４２】
以上の構成から、第１外壁パネル７をマス（重り）として利用し、地震時に住宅１が振動した場合でも、第１外壁パネル７が、住宅１の振動により第１外壁パネルの支持位置Ａを中心として回転する（図４参照）。その際、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。
【００４３】
従って、第１外壁パネル７の慣性力による回転により住宅１自体の振動は吸収され、住宅１を制振することができる。
【００４４】
しかも、住宅１の１階部３の外壁にはすべて第２外壁パネル８を使用すると共に第２外壁パネル８は住宅１の１階部３の外側部分に強固に固定されているので、住宅１の水平剛性が確保され、住宅１は、住宅１への振動入力に対する１階部３の剛性と２階部４に設けられた第１外壁パネルによる動吸振性との双方を兼ね備えている。
【００４５】
従って、住宅１のこの双方の性質により、住宅１はより大きな制振効果を発揮することができる。
【００４６】
また、地震時等における第１外壁パネル７の固有振動数を住宅１の地震時等の１次固有振動数と同じになるように、あらかじめ第１外壁パネル７の配置、枚数、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌ等を調整することで最適な制振が実施される（図６参照）。
【００４７】
以下、住宅１の最適な制振を実施するための第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌの値を理論的解法により算出する。
【００４８】
ただし、以下で求める第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌの値は図２に示した住宅１のＸ方向において支持された第１外壁パネル７のみを考慮した場合に関するものであると共に外壁パネル間に嵌入されるガスケット１３は考慮していない。
【００４９】
まず、住宅１の振動有効重量を２１．８［ｔｆ］とし、住宅１のＸ方向に利用する８枚の第１外壁パネル７を考慮して計算を行う（図２参照）。また、第１外壁パネル７の１枚あたりの重量を０．１３［ｔｆ］とする。従って、８枚の第１外壁パネル７の総重量は１．０４［ｔｆ］となる。
【００５０】
次に、住宅１の固有振動数ｆ１＝５［Ｈｚ］とし、第１外壁パネル７の固有振動数をｆ２、住宅１の振動有効質量をＭ、第１外壁パネル７の重量をｍ、第１外壁パネル７の振動の減衰率をｈとすると、住宅１の動吸振効果を最も発揮するこれらのパラメータ値は、以下の数１によって理論的に与えられることが知られている。
【００５１】
【数１】
上記数１の各パラーメタに値を代入することにより、第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］、第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３［％］と求められる。
【００５２】
ここで、第１外壁パネル７の回転運動（振り子運動）による固有振動数を表す理論式は
【００５３】
【数２】
で与えられる。ただし、ｇは重力加速度定数（９８０［ｃｍ／ｓ］）である。
【００５４】
従って、第１外壁パネル７の重心位置Ｇから支持位置Ａまでの距離Ｌは数２に第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］を代入することによってＬ＝０．９［ｃｍ］と求められる。
【００５５】
即ち、第１外壁パネル７の支持位置Ａと第１外壁パネル７の重心位置Ｇとの距離Ｌを０．９ｃｍとし且つ第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈを１３％とすることで、住宅１の最適な制振を実施することができる。
【００５６】
以下、本発明にかかる建物外壁取付構造の実施例２を図面に基づいて説明する。
【実施例２】
【００５７】
本発明の実施例２にかかる住宅１の構成は、第１外壁パネル７を間柱１２に取り付ける構成を除いて上記実施例１にかかる住宅１の構成と同じである。従って、以下、実施例２にかかる構成の説明は、第１外壁パネル７の取り付けに関する所のみを実施例１における構成の符号を用いて説明していくことにする。
【００５８】
図８に示すように、第１外壁パネル７の両側縁部は２本の間柱１２，１２に支持されている。また、２本の間柱１２，１２は、第１外壁パネル７の両側縁部と重なるように設けられている。
【００５９】
さらに、第１外壁パネル７は、２本の間柱１２の上下端縁部にそれぞれ設けられた合計４個の支持手段２４ａによって２本の間柱１２にあらゆる方向に対して回転可能に支持されている。この支持手段２４ａは、円形の第１,第２金属板２５,２７と、この第１，第２金属板２５，２７間に接着等により固着された軸状のゴム２６（弾性部材）を有する。
【００６０】
そして、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、間柱１２の第１外壁パネル７側側面には、円柱状の第１金属板２５がビス止め固定されている。しかも、第２金属板２７は第１外壁パネル７にビス止め固定されている。
【００６１】
従って、４点で間柱１２に支持手段２４ａを介して支持された第１外壁パネル７はゴム２６の弾性によりあらゆる方向に回転可能となっている。
【００６２】
また、ゴム２６は、第１,第２金属板２５,２７の直径よりも小さい径を有する。しかも、第１,第２金属板２５,２７は、それぞれ同一の厚みを有し且つゴム２６も所定の厚みを有する。
【００６３】
尚、２８は第１,第２金属板２５,２７に設けたビスを挿通するための４つのビス穴である。
【００６４】
また、第１外壁パネル７を支持しているゴム２６の厚み・径・数を変更することにより第１外壁パネル７の固有振動数は自由に変更される。
【００６５】
以上の構成から、第１外壁パネル７をマス（重り）として利用し、地震時に住宅１が振動した場合でも、第１外壁パネル７が、住宅１の振動によりゴム２６を介して任意の方向に回転する。その際、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。従って、第１外壁パネル７の慣性力による回転により住宅１自体の振動は吸収され、住宅１を制振することができる。
【００６６】
また、地震時等における第１外壁パネル７の固有振動数を住宅１の地震時等の１次固有振動数と同じになるように、あらかじめゴム２６の厚み・径・数を変更することで最適な制振が実施される。
【００６７】
以下、住宅１の最適な制振を実施するためのゴム２６の直径及び厚みの値を理論的解法により算出する。
【００６８】
ただし、以下で求めるゴム２６の直径及び厚みの値は図２に示した住宅１のＸ方向において支持された第１外壁パネル７のみを考慮した場合に関するものであると共に外壁パネル間に嵌入されるガスケット１３は考慮していない。
【００６９】
まず、住宅１の振動有効重量を２１．８［ｔｆ］とし、住宅１のＸ方向に利用する８枚の第１外壁パネル７を考慮して計算する（図２参照）。また、第１外壁パネル７の１枚あたりの重量を０．１３［ｔｆ］とする。従って、８枚の第１外壁パネル７の総重量は１．０４［ｔｆ］となる。
【００７０】
次に、住宅１の固有振動数ｆ１＝５［Ｈｚ］とし、第１外壁パネル７の固有振動数をｆ２、住宅１の振動有効質量をＭ、第１外壁パネル７の重量をｍ、第１外壁パネル７の振動の減衰率をｈとすると、住宅１の動吸振効果を最も発揮するこれらのパラメータ値は、以下の数３によって理論的に与えられることが知られている。
【００７１】
【数３】
上記数３の各パラーメタに値を代入することにより、第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］、第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３［％］と求められる。
【００７２】
従って、第１外壁パネル７の固有振動数が５．２４［ｔｆ］で且つ第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３％となるような弾性支持をすれば住宅１の動吸振効果を最も発揮することができる。
【００７３】
ここで、第１外壁パネル７の振動運動による固有振動数を表す理論式は
【００７４】
【数４】
で与えられる。ただし、ｇは重力加速度定数（９８０［ｃｍ／ｓ］）であり、ｋはゴム２６の水平剛性、ｍは第１外壁パネル７の重量である。
【００７５】
従って、数４に第１外壁パネル７の固有振動数ｆ２＝５．２４［ｔｆ］を代入することによって、第１外壁パネル７の８枚あたりのゴム２６の水平剛性は１．１５［ｔｆ／ｃｍ］となる。
【００７６】
以上より、第１外壁パネル７の１枚あたりのゴム２６の水平剛性は０．１４４［ｔｆ／ｃｍ］を持つ必要があることになる。
【００７７】
さらに、図８に示すように、１枚の第１外壁パネル７は４点で間柱１２に弾性支持されているので、１個あたりのゴム２６の水平剛性は０．０３６［ｔｆ／ｃｍ］となる。
【００７８】
ここで、ゴム２６の水平剛性とゴム２６のせん断面積及びゴム厚の関係を表す理論式は
【００７９】
【数５】
で与えられる。ここで、Ｋｈはゴム２６の水平剛性［ｔｆ／ｃｍ］、Ｇはゴム２６の硬度から求められるゴム２６のせん断弾性係数［ｔｆ／ｃｍ］、Ａｒはゴム２６のせん断面積［ｃｍ］、ｔはゴム２６の厚み［ｃｍ］である。
【００８０】
ここで、第１外壁パネル７を支持するゴム２６として硬度５０のゴム２６を用いた場合、数５に第１外壁パネル７の１枚あたりのゴム２６の水平剛性の値０．１４４［ｔｆ／ｃｍ］を代入することにより、ゴム２６の直径２［ｃｍ］と、厚み０．５７［ｃｍ］が得られる。ただし、ゴム２６のせん断弾性係数Ｇはゴム２６の硬度から得られた値を代入した。
【００８１】
また、第１外壁パネル７を支持するゴム２６として硬度３０のゴム２６を支持部材として用いた場合には、ゴム２６のせん断弾性係数Ｇは０．００３［ｔｆ／ｃｍ］と求められるので、ゴム２６の直径は２［ｃｍ］、厚みは０．２７［ｃｍ］となる。
【００８２】
以上より、制振を実施するためのゴム２６として硬度５０、直径２［ｃｍ］、厚み０．５７［ｃｍ］または硬度３０、直径２［ｃｍ］、厚み０．２７［ｃｍ］を用いると共に第１外壁パネル７の振動の減衰率ｈ＝１３％となるような高減衰ゴムを第１外壁パネル７の弾性支持に利用することで住宅１の最適な制振を実施することができる。
【００８３】
以上説明したように本発明の実施の形態にかかる建物外壁取付構造は、柱、梁、耐力壁等の建物（住宅１）の躯体に外壁（第１外壁パネル７）が支持された建物外壁取付構造において、前記建物（住宅１）への振動入力時に前記外壁（第１外壁パネル７）を前記躯体に対して相対回転又は変位させて、前記振動入力による前記建物（住宅１）の固有振動を制振可能に前記外壁（第１外壁パネル７）を前記躯体に支持する支持手段を備えることを特徴とする。
【００８４】
この構成によれば、外壁パネルを制振機構として利用することによって交通振動や中小規模の地震による揺れの抑制を行うことができる。しかも、外壁パネルの取り付けを強度を考慮に入れず空間を仕切るカーテンウォール構造的に行うことができるので、地震時の外壁の損傷を低減することができると共に、簡単な制振機構によってコストを削減することができる。
【００８５】
また、本発明の実施の形態にかかる建物外壁取付構造は、前記支持手段２４ａ及び後述する支持手段２４ｂは、前記建物（住宅１）の固有振動を制振可能に調整する弾性部材（ゴム２６）を備えている。
【００８６】
この構成によれば、ゴム２６の形状等を調整することで第１外壁パネル７の固有振動数を変更することができるので、様々な周波数の揺れに対して制振効果を発揮することができる。
【００８７】
また、本発明の実施の形態にかかる建物外壁取付構造は、前記建物（住宅１）の上階の外壁（第１外壁パネル７）が前記支持手段２４,２４ａ及び後述する支持手段２４ｂを介して前記上階の躯体に支持されていることを特徴とする。
【００８８】
この構成によれば、住宅１の１階部３の外側に固定された第２外壁パネル８により建物の水平剛性が確保され、地震等の振動に対して耐久性を有すると共に２階部４は第１外壁パネルにより地震時の振動を吸収することができる。従って、振動耐久性及び動吸振性という２つの効果によって建物はより大きな制振効果を発揮することができる。
【００８９】
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。
【００９０】
例えば、本発明の実施例１及び実施例２では、第１外壁パネル７の回転可能な取付け構造を２階部４の天井梁１０と床梁１１との間の間柱１２に適用したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第１外壁パネル７の取付け構造を１階部３の基礎２上に設けられる土台又は床梁と、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設される間柱に適用してもよい。
【００９１】
また、本発明の実施例２の支持手段２４ａにおいては、第１外壁パネル７の重みによる垂れ下がりやゴム２６のクリープ現象が生じることも考えられる。従って、これを防止するために、図１０に示したような支持手段２４ｂで第１外壁パネル７を間柱１２に支持させるようにしても良い。この支持手段２４ｂは、矩形状の第１，第２金属板２５ａ，２７ａと、この第１，第２金属板２５ａ，２７ａ間に接着固定された矩形状のゴム２６ａ（弾性部材）を有する。
【００９２】
そして、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１金属板２５ａが間柱１２にビス止め固定されている。尚、ゴム２６ａは、鉛直方向長さが水平方向の長さよりも長く形成されている。また、第２金属板２７ａは第１外壁パネル７にビス止め固定されている。
【００９３】
この支持手段２４ｂの構成によれば、ゴム２６ａの鉛直方向長さが大きくとられているのでゴム２６ａの鉛直方向の剛性は大きく、第１外壁パネル７の重みによる鉛直方向への垂れ下がりやゴム２６のクリープ現象を防止することができる。
【００９４】
また、第１外壁パネル７の重みによる垂れ下がりやゴム２６のクリープ現象を防止する他の支持手段２４ｂを以下に示す。
【００９５】
図１１（ａ）,（ｂ）に示すように、第１金属板２５ａの下端部には、垂直に突出する突出部２９が一体に設けられている。
【００９６】
しかも、第２金属板２７ａは、第１金属板２５ａの突出部２９の先端縁部とが所定の間隔を保つようにゴム２６ａに接着固定されている。
【００９７】
従って、第１外壁パネル７が鉛直方向に垂れ下がると、第２金属板２７ａの鉛直方向下端面が第１金属板２５ａの突出部２９の先端縁部と接触し、突出部がストッパーの役割をして第１外壁パネル７の垂れ下がりを止める。
【００９８】
また、第２金属板２７ａの下端面に対応する第１金属板２５ａの突出部２９の先端縁部には、第２金属板２７ａの下端面に沿うように段差部２９ａが形成されている。しかも、段差部２９ａにはポリアミド樹脂等の低摩擦材３０が塗布されており、第２金属板２７ａの下端面が、下端面に対応する第１金属板２５の突出部２９に接触しても摩耗しないようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施例１にかかる住宅の概略立面図である。
【図２】本発明の実施例１にかかる住宅の２階部の外壁パネル取り付け位置及び開口部位置を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施例１にかかる制振構造の構成を示す斜視図であり、（ｂ）はガスケットの取り付け位置を（ａ）においてＳ方向に見た説明図である。
【図４】本発明の実施例１にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図５】本発明の実施例１にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す側面図である。
【図６】本発明の実施例１にかかる制振に利用する外壁パネルを調整可能に取り付けるための構成を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の実施例１にかかる制振に利用しない外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図８】本発明の実施例２にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す正面図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施例２にかかる制振に利用する外壁パネルの取り付けを示す側面図であり、（ｂ）は本発明の実施例２にかかる支持手段の構成説明図である。
【図１０】（ａ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段の要部斜視説明図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段を（ａ）においてＴ方向に見た構成説明図である。
【図１１】（ａ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段の要部斜視説明図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例にかかる支持手段の要部側面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 住宅（建物）
２ 基礎
３ １階部
４ ２階部
５ 隔壁
６ 屋根
７ 第１外壁パネル
８,８ａ 第２外壁パネル
９ 開口部
９ａ サッシ窓
１０ 天井梁
１１ 床梁
１２ 間柱
１３ ガスケット
１７,１８ 穴部
１９ ボルト
２０,２１ ナット
２４,２４ａ,２４ｂ 支持手段
２５ 第１金属板
２６ ゴム（弾性部材）
２７ 第２金属板
２８ ビス穴
２９ 突出部
２９ａ 段差部
３０ 低摩擦材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に外壁が支持された建物外壁取付構造において、
前記建物への振動入力時に前記外壁を前記躯体に対して相対回転又は変位させて、前記振動入力による前記建物の固有振動を制振可能に前記外壁を前記躯体に支持する支持手段を備えることを特徴とする建物外壁取付構造。
【請求項２】
前記支持手段は、前記建物の固有振動を制振可能に調整する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の建物外壁取付構造。
【請求項３】
請求項２に記載の建物外壁取付構造において、
前記建物の上階の外壁が前記支持手段を介して前記上階の躯体に支持されていることを特徴とする建物外壁取付構造。
【請求項１】
柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に外壁が支持された建物外壁取付構造において、
前記建物への振動入力時に前記外壁を前記躯体に対して相対回転又は変位させて、前記振動入力による前記建物の固有振動を制振可能に前記外壁を前記躯体に支持する支持手段を備えることを特徴とする建物外壁取付構造。
【請求項２】
前記支持手段は、前記建物の固有振動を制振可能に調整する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の建物外壁取付構造。
【請求項３】
請求項２に記載の建物外壁取付構造において、
前記建物の上階の外壁が前記支持手段を介して前記上階の躯体に支持されていることを特徴とする建物外壁取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３２２２４９（Ｐ２００６−３２２２４９Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４７５３３（Ｐ２００５−１４７５３３）
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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