建物
【課題】建物における大梁の振動を十分に低減する。
【解決手段】２階の床大梁２０に振動の腹となる部分にダイナミックダンパ３２を設置する。ダイナミックダンパ３２の固有振動数を５０〜６０Ｈｚに設定することで、床大梁２０の周波数５０〜６０Ｈｚの振動（重量床衝撃音）を効果的に抑制することができる。
【解決手段】２階の床大梁２０に振動の腹となる部分にダイナミックダンパ３２を設置する。ダイナミックダンパ３２の固有振動数を５０〜６０Ｈｚに設定することで、床大梁２０の周波数５０〜６０Ｈｚの振動（重量床衝撃音）を効果的に抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に係り、特に上階から下階への振動伝達を低減可能な建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、床や天井といったパネル部材を支持する梁部材、所謂根太等の小梁にダンパを設置し、パネル部材の振動を抑制する制振構造（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７―１２６９４０号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている制振構造では、床小梁にダンパを設置しているため、床小梁の上で発生する衝撃音の低減には一定の効果は得られるが、大梁付近で発生する衝撃音、例えば、重量床衝撃音（ＪＩＳ Ａ １４１８参照）の低減を目的としていないため、大梁付近で発生する衝撃音に対しては十分な効果が得られない場合がある。
【０００５】
また、複数の建物ユニットからなるユニット構造の建物では、部屋の中央に大梁が通っているケースがあるため、大梁を伝播する音を低減するための対策が必要である。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、大梁の振動、特には重量床衝撃音を十分に低減可能な建物を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、柱、及び前記柱に連結される大梁を備えた建物であって、前記大梁の振動の腹となる部分に、振動を抑制するダンパが設置されている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の建物の作用を説明する。
請求項１に記載の建物では、大梁の振動の腹となる部分に大梁の振動を抑制するダンパが設置されているため、ダンパによって大梁の振動を効果的に低減することができ、大梁を経由して柱や、柱に接続される壁等に伝播する振動、空気を介して大梁と対向して配置された部材の振動を抑えることができる。
【０００９】
なお、ダンパは、大梁の振動の振幅が最大となる部分に設置することが最も好ましいが、他の部材と干渉する場合には、振動の振幅が最大となる部分から若干外れた位置に設置しても良い。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建物において、２階以上に構成され、前記ダンパの設置される前記大梁が２階以上の床大梁である。
【００１１】
次に、請求項２に記載の建物の作用を説明する。
請求項２に記載の建物は２階以上に構成されており、２階以上の床大梁にダンパが設置されている。したがって、上階の床大梁の振動がダンパによって抑制され、上階の床大梁の振動が下階の柱や壁、天井等に伝播することが抑えられ、下階で気になる上階の振動音が抑えられる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の建物において、桁側の前記大梁に前記ダンパが設置されている建物ユニットを含んで構成される。
【００１３】
次に、請求項３に記載の建物の作用を説明する。
桁側の大梁は、妻側の大梁に比較して長くて振動し易いため、桁側の大梁にダンパを設置する方が、妻側の大梁にダンパを設置するよりも大きな振動抑制効果が得られる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の建物において、桁側の互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁の各々に前記ダンパが設置されている。
【００１５】
次に、請求項４に記載の建物の作用を説明する。
桁側の互いに対向する一方の大梁と他方の大梁の各々にダンパを設置することで、各々の大梁の振動を抑制でき、何れか一方の大梁のみにダンパを設置するよりも、大きな振動抑制効果が得られる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の建物において、互いに隣接する一方の前記建物ユニットの前記大梁と他方の建物ユニットの前記大梁との隙間に前記ダンパが設置されている。
【００１７】
次に、請求項５に記載の建物の作用を説明する。
一方の建物ユニットの大梁と他方の建物ユニットの大梁との隙間にダンパを設置することで、大梁間のデッドスペースを有効活用でき、他部材に干渉することなくダンパを設置することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物において、前記大梁の内側面に前記ダンパが設置されている。
【００１９】
次に、請求項６に記載の建物の作用を説明する。
大梁の内側面にダンパを設置するので、大梁の外側面に配置される外壁材等の他部材とダンパとの干渉を避けることができる。大梁が、例えば断面Ｃ字形状の溝型鋼である場合、梁内部は大部分がデッドスペースとなるため、大梁の内側面、例えば、上フランジと下フランジとの間のウエブ内側面にダンパを設置すると、デッドスペースの有効活用となる。
なお、大梁の上面や下面にダンパを設置すると、天井高が低くなる、水平構造が確保できなくなる等の問題が生ずるが、大梁の内側面にダンパを設置した場合は、これらの問題は生じない。また、大梁の外側面からダンパが突出することが抑えられ、大梁の外側に配置される他の部材との干渉が抑えられる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物において、前記ダンパが前記大梁の両側面に設置されている。
【００２１】
次に、請求項７に記載の建物の作用を説明する。
ダンパを大梁の両側面、例えばウエブの両側面に設置することで、ダンパを大梁の一方の側面のみに設置する場合に比較して、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の建物において、前記ダンパは、前記大梁との接続に用いられる第１の部材と、前記第１の部材に接続される弾性体と、前記弾性体の前記第１の部材とは異なる位置に接続される第２の部材と、前記第２の部材に接続される重錘と、を備えたダイナミックダンパである。
【００２３】
次に、請求項８に記載の建物の作用を説明する。
請求項８に記載のダンパは、第１の部材が大梁に接続されることで、大梁に設置される。請求項８に記載のダンパは、ダイナミックダンパであり、大梁が振動することで、重錘が大梁の振動を打ち消す方向に振動し、その結果、大梁の振動が低減される。
なお、低減したい振動の周波数に応じて、重錘の質量、弾性体のばね定数が設定される。また、ダイナミックダンパは、構成部材が少なく、簡単な構造で大きな振動抑制効果が得られる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように請求項１に記載の建物は上記の構成としたので、大梁を経由して柱や、柱に接続される壁、大梁に対向して配置される部材等に伝播する振動を効果的に抑えることができる。
【００２５】
請求項２に記載の建物は、下階で気になる上階の大梁を伝播する振動音を効果的に抑えることができる。
【００２６】
請求項３に記載の建物は、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２７】
請求項４に記載の建物は、桁側の互いに対向する一方の大梁と他方の大梁の各々にダンパを設置したので、何れか一方の大梁のみにダンパを設置するよりも、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２８】
請求項５に記載の建物は、デッドスペースを有効活用し、他部材に干渉することなくダンパを設置することができる。
【００２９】
請求項６に記載の建物は、ダンパは、大梁の外側面に配置される他部材との干渉を避けることができる。
【００３０】
請求項７に記載の建物は、ダンパを大梁の一方の側面のみに設置する場合に比較して、大きな振動抑制効果が得られる。
【００３１】
請求項８に記載の建物は、ダンパがダイナミックダンパであり、簡単な構造で大きな振動抑制効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】建物ユニットを複数連結して構成されたユニット建物の斜視図である。
【図２】１階と２階との境界部分の縦断面図である。
【図３】２階の部屋の床部分を示す平面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、床大梁の断面図である。
【図５】床大梁の断面図である。
【図６】第２に実施形態に係るダイナミックダンパの側面図である。
【図７】第２の実施形態に係るダイナミックダンパの正面図である。
【図８】他の実施形態に係る床部分を示す断面図である。
【図９】ダイナミックダンパの取り付けられた床小梁の断面図である。
【図１０】ダイナミックダンパの取り付けられた床小梁の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［第１の実施形態］
以下、図１〜図４を用いて、本発明の建物の第１の実施形態について説明する。
図１には、複数個の建物ユニット１２からなる２階建てのユニット建物１０が示されている。
【００３４】
なお、説明の便宜上、建物ユニット１２の各部材に名称付けをしておく。建物ユニット１２は、４本の柱１４と、互いに平行に配置された長短二組の天井大梁１６、１８と、これらの天井大梁１６、１８に対して上下に平行に配置された長短二組の床大梁２０、２２とを備えており、梁の端部を天井と床の仕口に溶接することによりラーメン構造として構成されている。但し、ユニット構成は上記に限られることなく、他の箱形の架構構造としてもよい。
【００３５】
本実施形態では、天井大梁１６、１８、及び床大梁２０、２２に、断面コ字形状のチャンネル鋼（溝形鋼）が用いられている。
【００３６】
建物ユニット１２は、矩形枠状に組まれた天井フレーム２４と床フレーム２６とを備えており、これらの間に４本の柱１４が立設される構成となっている。天井フレーム２４は四隅に天井仕口部（柱）２８を備えており、この天井仕口部２８に長さが異なる天井大梁１６、１８の長手方向の端部が溶接されている。
【００３７】
同様に、床フレーム２６は四隅に床仕口部（柱）３０を備えており、この床仕口部３０に長さが異なる床大梁２０、２２の長手方向の端部が溶接されている。
【００３８】
図２には１階と２階の境界部分が示されており、図３には２階の部屋の床部分が平面図にて示されており、この部屋には、中央に２本の床大梁２０が配置されている。
図２及び、及び図３に示すように、床フレーム２６の上面側には、床材２７が取り付けられ、桁側の一方の床大梁２０と他方の床大梁２０とを連結するように、一定の間隔で複数の床小梁２９が取り付けられている。
【００３９】
一方、天井フレーム２４の下面側には、天井材３１が取り付けられ、桁側の一方の天井大梁１６と他方の天井大梁１６とを連結するように、一定の間隔で複数の天井小梁３３が取り付けられている。
そして、上下に対向して配置された天井仕口部２８と床仕口部３０との間に、柱１４の上下端部が溶接により剛接合されて及びボルトにより仮固定されて建物ユニット１２が構成される。
【００４０】
（ダイナミックダンパ）
次に、本実施形態の振動低減構造の要部について詳細に説明する。
図３、及び図４（Ａ）に示すように、本実施形態の建物ユニット１２では、２階の桁側の床大梁２０の上下フランジ間にあるウエブの内側面に複数のダイナミックダンパ３２が、Ｌ型のブラケット３４を介して取り付けられている。ブラケット３４は、ボルト３５等で床大梁２０に取り付けられている。
【００４１】
ダイナミックダンパ３２は、第１プレート３６、弾性体３８、第２プレート４０、及び鋳鉄、鋼板等の比重の高い材料からなる重錘４２を含んで構成されている。
弾性体３８は第１プレート３６と第２プレート４０の間に固着されており、第１プレート３６は、図示しないネジ等でブラケット３４に取り付けられている。また、第２プレート４０の上面に、図示しないネジ等で重錘４２が固着されている。
本実施形態の弾性体３８は円柱状のゴムであるが、バネ性を有していれば材質、形状は特に問わず、金属バネ（コイルバネ、板バネ）等であっても良い。
【００４２】
弾性体３８を構成するゴムの種類としては、特に限定されないが、例えばブチルゴムを採用することができ、他のゴムでも、適宜その制振性に応じて選択することができる。
なお、本実施形態のダイナミックダンパ３２は、重錘４２の重量が１０ｋｇに設定されており、重量床衝撃音の周波数に合わせて、固有振動数が例えば５０〜６０Ｈｚとなるように弾性体３８のバネ定数等が設定されている。
【００４３】
２階の床大梁２０の長手方向におけるダイナミックダンパ３２の取り付け位置は、振動の腹となる位置（振幅の大となる位置）に設置されており、図３に示すように、該床大梁２０の長手方向中央部分（１／２部）に１個、長手方向両端部と長手方向中央部との中央部分（１／４部、３／４部）に各々１個、合計３個設置されている。
【００４４】
（作用）
次に、本実施形態のユニット建物１０の作用を説明する。
本実施形態では、２階の床材２７に重量物による衝撃が入力（矢印Ｆ）されると、衝撃により床大梁２０が振動するが、床大梁２０には固有振動数が５０〜６０Ｈｚに設定されたダイナミックダンパ３２が振動の腹部分に設置されているため、床大梁２０の周波数５０〜６０Ｈｚの振動が効果的に抑制される。
【００４５】
このため、２階の床大梁２０から１階の天井大梁１６、柱１４、及び１階の天井材３１を介して伝播する振動（振動伝播音）、及び２階の床材２７と１階の天井材３１との間の空気を伝わって１階の天井材３１に伝わる振動（太鼓音）の両方を効果的に抑えることができる。
【００４６】
本実施形態では、ダイナミックダンパ３２の固有振動数が５０〜６０Ｈｚに設定されているので、例えば、「ドスン」といった周波数５０〜６０Ｈｚ付近の重量床衝撃音を効果的に低減することができる。
【００４７】
図３に示すような部屋の中央に配置された床大梁２０は、外壁側の床大梁２０に比較して振動し易いため、本実施形態の様に部屋の中央に配置された床大梁２０にダイナミックダンパ３２を設けることが１階への振動伝播を抑える上で効果的である。
【００４８】
本実施形態では、ダイナミックダンパ３２の固有振動数を５０〜６０Ｈｚに設定したが、固有振動数５０〜６０Ｈｚは一例であり、ダイナミックダンパ３２の固有振動数はこの値に限定されるものではない。固有振動数は、重錘４２の重量、弾性体３８のバネ定数及びｔａｎδ等によって変更できることは言うまでもない。
【００４９】
なお、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２を２階の床大梁２０のウエブの内側面にのみ設置したが、図４（Ｂ）に示すように、床大梁２０のウエブの内側面と外側面の両方に設置しても良い。建物ユニット間（図３参照）の２本の床大梁２０が隙間を開けて平行に配置されている場合、２本の床大梁２０の間はデッドスペースとなるので、他部材に干渉することなく床大梁２０の外側面にダイナミックダンパ３２を設置することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２をブラケット３４を介して床大梁２０に取り付けたが、図５に示すように、ダイナミックダンパ３２を床大梁２０の内側下部に図しないネジ等で取り付けても良い。
【００５１】
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２を桁側の床大梁２０に取り付けたが、妻側の床大梁２０の振動を抑えるために、ダイナミックダンパ３２を妻側の床大梁２０に取り付けても良い。
【００５２】
なお、ダイナミックダンパ３２は、弾性体３８の特性であるｔａｎδの値、すなわち弾性体３８の動バネ定数と損失ばね定数との間におけるベクトル位相差（角度）の値を適切に設定することにより、広い範囲の周波数帯域において制振作用を発揮させることができるようになる。その結果、例えばＪＩＳ Ａ １４１８−２に規定される重量衝撃音のみに限らず、ＪＩＳ Ａ １４１８−１に規定される軽量衝撃音や、歩行者の歩行によって発生する音等も効果的に抑制することができるようになる。
【００５３】
図３に示すような部屋の中央に配置された床大梁２０は、外壁側の床大梁２０に比較して振動し易いため、本実施形態の様に部屋の中央に配置された床大梁２０にダイナミックダンパ３２を設けることが１階への振動伝播を抑える上で効果的である。
【００５４】
本実施形態では、２階の部屋の中央に配置される２本の床大梁２０の各々にダイナミックダンパ３２を設けたが、この２本の床大梁２０の長手方向中間部分が図示しない連結部材で互いに連結されて１本の梁として機能している場合には、何れか一方の床大梁２０にのみダイナミックダンパ３２を設置しても本発明の効果は得られる。
【００５５】
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２を床大梁２０の長手方向中央部分（１／２部）に１個、長手方向両端部と長手方向中央部との中央部分（１／４部、３／４部）に各々１個、合計３個設置したが、低減したい周波数の振動の腹の位置に設置すれば振動抑制効果は得られるので、上記以外の部分にダイナミックダンパ３２を設置しても良いのは勿論である。
【００５６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るダイナミックダンパ３２を図６、及び図７にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
【００５７】
図６、及び図７に示すように、本実施形態のダイナミックダンパ３２には、第１プレート３６の下面に、振動抑制手段としての２個の突起部４４が設けられている。
この突起部４４は、第１プレート３６の梁長手方向における両端側に設けられており、第１プレート３６に弾性体３８が固定された部位に相当する範囲内に形成されている。
【００５８】
突起部４４の形状や大きさは、本発明の作用効果を奏しうる範囲内で適宜設定することができる。すなわち、第１プレート３６をボルト４６とナット４８によりブラケット３４に固定した状態で、突起部４４がブラケット３４に押圧されるように、突起部４４の形状や大きさが設定されている。
【００５９】
本実施形態では、第１プレート３６をボルト４６とナット４８によりブラケット３４に固定することにより、第１プレート３６のボルト側とは反対側であって、弾性体３８の固定された第１プレート３６の弾性体３８の固定部位に相当する範囲内に設けられた突起部４４がブラケット３４に押圧されるため、第１プレート３６のボルト側とは反対側部分をブラケット３４に対して確実に接地、密着させることができ、第１プレート３６は、ボルト側とは反対側部分がブラケット３４に対して近接及び離隔する方向に振動することを抑制されている。
【００６０】
このため、本実施形態では、前記固定状態において、ブラケット側の第１プレート３６がブラケット３４から独立して単独で金属弾性体として機能することを抑えることが可能となり、弾性体３８による粘弾性特性を十分に発揮させて、弾性体本来の減衰性能を得ることができる。それにより、広い周波数帯域において所望の減衰特性を発揮させることができる。
【００６１】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、２階の床大梁２０に重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を取り付けた例を示したが、図８に示すように、２階の床大梁２０に重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を取り付けると共に、図９のように床小梁２９の下面にブラケット５２を取り付け、ブラケット５２の一方側に重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を、他方側に軽量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ５０を取り付けても良い。これにより、床小梁２９の近くの重量床衝撃音、及び軽量床衝撃音（例えば、周波数１００〜２００Ｈｚ）を吸収することができるようなる。
【００６２】
また、図１０に示すように、床小梁２９において、重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を梁長手方向中央部の両側に配置し、軽量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ５０をダイナミックダンパ３２の梁長手方向両側に設置しても良い。
【００６３】
上記実施形態のユニット建物１０は、複数の建物ユニット１２からなるユニット建物であったが、本発明はユニット構造の建物だけではなく、鉄骨軸組構造、木造軸組構造等の他の構造の建物にも適用可能であり、例えば、軸組構造の壁内伝播の振動抑制にも効果がある。
また、本発明の適用される建物は、一般住宅に限らず、商業用施設であっても良い。
なお、上記実施形態では、ダンパを床大梁に設置した例を示したが、ダンパは床大梁に限らず、天井大梁に設置しても良い。
上記実施形態のダンパは、弾性体と重錘（質量体）とを含んで構成されたダイナミックダンパであったが、振動を抑制できるものであればダイナミックダンパ以外の公知のダンパを用いることができ、ダンパは電気的に制御を行うアクティブ式ダンパであっても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ユニット建物（建物）
１２ 建物ユニット
１４ 柱
２０ 床大梁（大梁）
３２ ダイナミックダンパ（ダンパ）
３６ 第１プレート（第１の部材）
３８ 弾性体
４０ 第２プレート（第２の部材）
４２ 重錘
５０ ダイナミックダンパ（ダンパ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に係り、特に上階から下階への振動伝達を低減可能な建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、床や天井といったパネル部材を支持する梁部材、所謂根太等の小梁にダンパを設置し、パネル部材の振動を抑制する制振構造（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７―１２６９４０号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている制振構造では、床小梁にダンパを設置しているため、床小梁の上で発生する衝撃音の低減には一定の効果は得られるが、大梁付近で発生する衝撃音、例えば、重量床衝撃音（ＪＩＳ Ａ １４１８参照）の低減を目的としていないため、大梁付近で発生する衝撃音に対しては十分な効果が得られない場合がある。
【０００５】
また、複数の建物ユニットからなるユニット構造の建物では、部屋の中央に大梁が通っているケースがあるため、大梁を伝播する音を低減するための対策が必要である。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、大梁の振動、特には重量床衝撃音を十分に低減可能な建物を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、柱、及び前記柱に連結される大梁を備えた建物であって、前記大梁の振動の腹となる部分に、振動を抑制するダンパが設置されている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の建物の作用を説明する。
請求項１に記載の建物では、大梁の振動の腹となる部分に大梁の振動を抑制するダンパが設置されているため、ダンパによって大梁の振動を効果的に低減することができ、大梁を経由して柱や、柱に接続される壁等に伝播する振動、空気を介して大梁と対向して配置された部材の振動を抑えることができる。
【０００９】
なお、ダンパは、大梁の振動の振幅が最大となる部分に設置することが最も好ましいが、他の部材と干渉する場合には、振動の振幅が最大となる部分から若干外れた位置に設置しても良い。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建物において、２階以上に構成され、前記ダンパの設置される前記大梁が２階以上の床大梁である。
【００１１】
次に、請求項２に記載の建物の作用を説明する。
請求項２に記載の建物は２階以上に構成されており、２階以上の床大梁にダンパが設置されている。したがって、上階の床大梁の振動がダンパによって抑制され、上階の床大梁の振動が下階の柱や壁、天井等に伝播することが抑えられ、下階で気になる上階の振動音が抑えられる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の建物において、桁側の前記大梁に前記ダンパが設置されている建物ユニットを含んで構成される。
【００１３】
次に、請求項３に記載の建物の作用を説明する。
桁側の大梁は、妻側の大梁に比較して長くて振動し易いため、桁側の大梁にダンパを設置する方が、妻側の大梁にダンパを設置するよりも大きな振動抑制効果が得られる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の建物において、桁側の互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁の各々に前記ダンパが設置されている。
【００１５】
次に、請求項４に記載の建物の作用を説明する。
桁側の互いに対向する一方の大梁と他方の大梁の各々にダンパを設置することで、各々の大梁の振動を抑制でき、何れか一方の大梁のみにダンパを設置するよりも、大きな振動抑制効果が得られる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の建物において、互いに隣接する一方の前記建物ユニットの前記大梁と他方の建物ユニットの前記大梁との隙間に前記ダンパが設置されている。
【００１７】
次に、請求項５に記載の建物の作用を説明する。
一方の建物ユニットの大梁と他方の建物ユニットの大梁との隙間にダンパを設置することで、大梁間のデッドスペースを有効活用でき、他部材に干渉することなくダンパを設置することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物において、前記大梁の内側面に前記ダンパが設置されている。
【００１９】
次に、請求項６に記載の建物の作用を説明する。
大梁の内側面にダンパを設置するので、大梁の外側面に配置される外壁材等の他部材とダンパとの干渉を避けることができる。大梁が、例えば断面Ｃ字形状の溝型鋼である場合、梁内部は大部分がデッドスペースとなるため、大梁の内側面、例えば、上フランジと下フランジとの間のウエブ内側面にダンパを設置すると、デッドスペースの有効活用となる。
なお、大梁の上面や下面にダンパを設置すると、天井高が低くなる、水平構造が確保できなくなる等の問題が生ずるが、大梁の内側面にダンパを設置した場合は、これらの問題は生じない。また、大梁の外側面からダンパが突出することが抑えられ、大梁の外側に配置される他の部材との干渉が抑えられる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物において、前記ダンパが前記大梁の両側面に設置されている。
【００２１】
次に、請求項７に記載の建物の作用を説明する。
ダンパを大梁の両側面、例えばウエブの両側面に設置することで、ダンパを大梁の一方の側面のみに設置する場合に比較して、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の建物において、前記ダンパは、前記大梁との接続に用いられる第１の部材と、前記第１の部材に接続される弾性体と、前記弾性体の前記第１の部材とは異なる位置に接続される第２の部材と、前記第２の部材に接続される重錘と、を備えたダイナミックダンパである。
【００２３】
次に、請求項８に記載の建物の作用を説明する。
請求項８に記載のダンパは、第１の部材が大梁に接続されることで、大梁に設置される。請求項８に記載のダンパは、ダイナミックダンパであり、大梁が振動することで、重錘が大梁の振動を打ち消す方向に振動し、その結果、大梁の振動が低減される。
なお、低減したい振動の周波数に応じて、重錘の質量、弾性体のばね定数が設定される。また、ダイナミックダンパは、構成部材が少なく、簡単な構造で大きな振動抑制効果が得られる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように請求項１に記載の建物は上記の構成としたので、大梁を経由して柱や、柱に接続される壁、大梁に対向して配置される部材等に伝播する振動を効果的に抑えることができる。
【００２５】
請求項２に記載の建物は、下階で気になる上階の大梁を伝播する振動音を効果的に抑えることができる。
【００２６】
請求項３に記載の建物は、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２７】
請求項４に記載の建物は、桁側の互いに対向する一方の大梁と他方の大梁の各々にダンパを設置したので、何れか一方の大梁のみにダンパを設置するよりも、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２８】
請求項５に記載の建物は、デッドスペースを有効活用し、他部材に干渉することなくダンパを設置することができる。
【００２９】
請求項６に記載の建物は、ダンパは、大梁の外側面に配置される他部材との干渉を避けることができる。
【００３０】
請求項７に記載の建物は、ダンパを大梁の一方の側面のみに設置する場合に比較して、大きな振動抑制効果が得られる。
【００３１】
請求項８に記載の建物は、ダンパがダイナミックダンパであり、簡単な構造で大きな振動抑制効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】建物ユニットを複数連結して構成されたユニット建物の斜視図である。
【図２】１階と２階との境界部分の縦断面図である。
【図３】２階の部屋の床部分を示す平面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、床大梁の断面図である。
【図５】床大梁の断面図である。
【図６】第２に実施形態に係るダイナミックダンパの側面図である。
【図７】第２の実施形態に係るダイナミックダンパの正面図である。
【図８】他の実施形態に係る床部分を示す断面図である。
【図９】ダイナミックダンパの取り付けられた床小梁の断面図である。
【図１０】ダイナミックダンパの取り付けられた床小梁の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［第１の実施形態］
以下、図１〜図４を用いて、本発明の建物の第１の実施形態について説明する。
図１には、複数個の建物ユニット１２からなる２階建てのユニット建物１０が示されている。
【００３４】
なお、説明の便宜上、建物ユニット１２の各部材に名称付けをしておく。建物ユニット１２は、４本の柱１４と、互いに平行に配置された長短二組の天井大梁１６、１８と、これらの天井大梁１６、１８に対して上下に平行に配置された長短二組の床大梁２０、２２とを備えており、梁の端部を天井と床の仕口に溶接することによりラーメン構造として構成されている。但し、ユニット構成は上記に限られることなく、他の箱形の架構構造としてもよい。
【００３５】
本実施形態では、天井大梁１６、１８、及び床大梁２０、２２に、断面コ字形状のチャンネル鋼（溝形鋼）が用いられている。
【００３６】
建物ユニット１２は、矩形枠状に組まれた天井フレーム２４と床フレーム２６とを備えており、これらの間に４本の柱１４が立設される構成となっている。天井フレーム２４は四隅に天井仕口部（柱）２８を備えており、この天井仕口部２８に長さが異なる天井大梁１６、１８の長手方向の端部が溶接されている。
【００３７】
同様に、床フレーム２６は四隅に床仕口部（柱）３０を備えており、この床仕口部３０に長さが異なる床大梁２０、２２の長手方向の端部が溶接されている。
【００３８】
図２には１階と２階の境界部分が示されており、図３には２階の部屋の床部分が平面図にて示されており、この部屋には、中央に２本の床大梁２０が配置されている。
図２及び、及び図３に示すように、床フレーム２６の上面側には、床材２７が取り付けられ、桁側の一方の床大梁２０と他方の床大梁２０とを連結するように、一定の間隔で複数の床小梁２９が取り付けられている。
【００３９】
一方、天井フレーム２４の下面側には、天井材３１が取り付けられ、桁側の一方の天井大梁１６と他方の天井大梁１６とを連結するように、一定の間隔で複数の天井小梁３３が取り付けられている。
そして、上下に対向して配置された天井仕口部２８と床仕口部３０との間に、柱１４の上下端部が溶接により剛接合されて及びボルトにより仮固定されて建物ユニット１２が構成される。
【００４０】
（ダイナミックダンパ）
次に、本実施形態の振動低減構造の要部について詳細に説明する。
図３、及び図４（Ａ）に示すように、本実施形態の建物ユニット１２では、２階の桁側の床大梁２０の上下フランジ間にあるウエブの内側面に複数のダイナミックダンパ３２が、Ｌ型のブラケット３４を介して取り付けられている。ブラケット３４は、ボルト３５等で床大梁２０に取り付けられている。
【００４１】
ダイナミックダンパ３２は、第１プレート３６、弾性体３８、第２プレート４０、及び鋳鉄、鋼板等の比重の高い材料からなる重錘４２を含んで構成されている。
弾性体３８は第１プレート３６と第２プレート４０の間に固着されており、第１プレート３６は、図示しないネジ等でブラケット３４に取り付けられている。また、第２プレート４０の上面に、図示しないネジ等で重錘４２が固着されている。
本実施形態の弾性体３８は円柱状のゴムであるが、バネ性を有していれば材質、形状は特に問わず、金属バネ（コイルバネ、板バネ）等であっても良い。
【００４２】
弾性体３８を構成するゴムの種類としては、特に限定されないが、例えばブチルゴムを採用することができ、他のゴムでも、適宜その制振性に応じて選択することができる。
なお、本実施形態のダイナミックダンパ３２は、重錘４２の重量が１０ｋｇに設定されており、重量床衝撃音の周波数に合わせて、固有振動数が例えば５０〜６０Ｈｚとなるように弾性体３８のバネ定数等が設定されている。
【００４３】
２階の床大梁２０の長手方向におけるダイナミックダンパ３２の取り付け位置は、振動の腹となる位置（振幅の大となる位置）に設置されており、図３に示すように、該床大梁２０の長手方向中央部分（１／２部）に１個、長手方向両端部と長手方向中央部との中央部分（１／４部、３／４部）に各々１個、合計３個設置されている。
【００４４】
（作用）
次に、本実施形態のユニット建物１０の作用を説明する。
本実施形態では、２階の床材２７に重量物による衝撃が入力（矢印Ｆ）されると、衝撃により床大梁２０が振動するが、床大梁２０には固有振動数が５０〜６０Ｈｚに設定されたダイナミックダンパ３２が振動の腹部分に設置されているため、床大梁２０の周波数５０〜６０Ｈｚの振動が効果的に抑制される。
【００４５】
このため、２階の床大梁２０から１階の天井大梁１６、柱１４、及び１階の天井材３１を介して伝播する振動（振動伝播音）、及び２階の床材２７と１階の天井材３１との間の空気を伝わって１階の天井材３１に伝わる振動（太鼓音）の両方を効果的に抑えることができる。
【００４６】
本実施形態では、ダイナミックダンパ３２の固有振動数が５０〜６０Ｈｚに設定されているので、例えば、「ドスン」といった周波数５０〜６０Ｈｚ付近の重量床衝撃音を効果的に低減することができる。
【００４７】
図３に示すような部屋の中央に配置された床大梁２０は、外壁側の床大梁２０に比較して振動し易いため、本実施形態の様に部屋の中央に配置された床大梁２０にダイナミックダンパ３２を設けることが１階への振動伝播を抑える上で効果的である。
【００４８】
本実施形態では、ダイナミックダンパ３２の固有振動数を５０〜６０Ｈｚに設定したが、固有振動数５０〜６０Ｈｚは一例であり、ダイナミックダンパ３２の固有振動数はこの値に限定されるものではない。固有振動数は、重錘４２の重量、弾性体３８のバネ定数及びｔａｎδ等によって変更できることは言うまでもない。
【００４９】
なお、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２を２階の床大梁２０のウエブの内側面にのみ設置したが、図４（Ｂ）に示すように、床大梁２０のウエブの内側面と外側面の両方に設置しても良い。建物ユニット間（図３参照）の２本の床大梁２０が隙間を開けて平行に配置されている場合、２本の床大梁２０の間はデッドスペースとなるので、他部材に干渉することなく床大梁２０の外側面にダイナミックダンパ３２を設置することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２をブラケット３４を介して床大梁２０に取り付けたが、図５に示すように、ダイナミックダンパ３２を床大梁２０の内側下部に図しないネジ等で取り付けても良い。
【００５１】
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２を桁側の床大梁２０に取り付けたが、妻側の床大梁２０の振動を抑えるために、ダイナミックダンパ３２を妻側の床大梁２０に取り付けても良い。
【００５２】
なお、ダイナミックダンパ３２は、弾性体３８の特性であるｔａｎδの値、すなわち弾性体３８の動バネ定数と損失ばね定数との間におけるベクトル位相差（角度）の値を適切に設定することにより、広い範囲の周波数帯域において制振作用を発揮させることができるようになる。その結果、例えばＪＩＳ Ａ １４１８−２に規定される重量衝撃音のみに限らず、ＪＩＳ Ａ １４１８−１に規定される軽量衝撃音や、歩行者の歩行によって発生する音等も効果的に抑制することができるようになる。
【００５３】
図３に示すような部屋の中央に配置された床大梁２０は、外壁側の床大梁２０に比較して振動し易いため、本実施形態の様に部屋の中央に配置された床大梁２０にダイナミックダンパ３２を設けることが１階への振動伝播を抑える上で効果的である。
【００５４】
本実施形態では、２階の部屋の中央に配置される２本の床大梁２０の各々にダイナミックダンパ３２を設けたが、この２本の床大梁２０の長手方向中間部分が図示しない連結部材で互いに連結されて１本の梁として機能している場合には、何れか一方の床大梁２０にのみダイナミックダンパ３２を設置しても本発明の効果は得られる。
【００５５】
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ３２を床大梁２０の長手方向中央部分（１／２部）に１個、長手方向両端部と長手方向中央部との中央部分（１／４部、３／４部）に各々１個、合計３個設置したが、低減したい周波数の振動の腹の位置に設置すれば振動抑制効果は得られるので、上記以外の部分にダイナミックダンパ３２を設置しても良いのは勿論である。
【００５６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るダイナミックダンパ３２を図６、及び図７にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
【００５７】
図６、及び図７に示すように、本実施形態のダイナミックダンパ３２には、第１プレート３６の下面に、振動抑制手段としての２個の突起部４４が設けられている。
この突起部４４は、第１プレート３６の梁長手方向における両端側に設けられており、第１プレート３６に弾性体３８が固定された部位に相当する範囲内に形成されている。
【００５８】
突起部４４の形状や大きさは、本発明の作用効果を奏しうる範囲内で適宜設定することができる。すなわち、第１プレート３６をボルト４６とナット４８によりブラケット３４に固定した状態で、突起部４４がブラケット３４に押圧されるように、突起部４４の形状や大きさが設定されている。
【００５９】
本実施形態では、第１プレート３６をボルト４６とナット４８によりブラケット３４に固定することにより、第１プレート３６のボルト側とは反対側であって、弾性体３８の固定された第１プレート３６の弾性体３８の固定部位に相当する範囲内に設けられた突起部４４がブラケット３４に押圧されるため、第１プレート３６のボルト側とは反対側部分をブラケット３４に対して確実に接地、密着させることができ、第１プレート３６は、ボルト側とは反対側部分がブラケット３４に対して近接及び離隔する方向に振動することを抑制されている。
【００６０】
このため、本実施形態では、前記固定状態において、ブラケット側の第１プレート３６がブラケット３４から独立して単独で金属弾性体として機能することを抑えることが可能となり、弾性体３８による粘弾性特性を十分に発揮させて、弾性体本来の減衰性能を得ることができる。それにより、広い周波数帯域において所望の減衰特性を発揮させることができる。
【００６１】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、２階の床大梁２０に重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を取り付けた例を示したが、図８に示すように、２階の床大梁２０に重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を取り付けると共に、図９のように床小梁２９の下面にブラケット５２を取り付け、ブラケット５２の一方側に重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を、他方側に軽量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ５０を取り付けても良い。これにより、床小梁２９の近くの重量床衝撃音、及び軽量床衝撃音（例えば、周波数１００〜２００Ｈｚ）を吸収することができるようなる。
【００６２】
また、図１０に示すように、床小梁２９において、重量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ３２を梁長手方向中央部の両側に配置し、軽量床衝撃音吸収用のダイナミックダンパ５０をダイナミックダンパ３２の梁長手方向両側に設置しても良い。
【００６３】
上記実施形態のユニット建物１０は、複数の建物ユニット１２からなるユニット建物であったが、本発明はユニット構造の建物だけではなく、鉄骨軸組構造、木造軸組構造等の他の構造の建物にも適用可能であり、例えば、軸組構造の壁内伝播の振動抑制にも効果がある。
また、本発明の適用される建物は、一般住宅に限らず、商業用施設であっても良い。
なお、上記実施形態では、ダンパを床大梁に設置した例を示したが、ダンパは床大梁に限らず、天井大梁に設置しても良い。
上記実施形態のダンパは、弾性体と重錘（質量体）とを含んで構成されたダイナミックダンパであったが、振動を抑制できるものであればダイナミックダンパ以外の公知のダンパを用いることができ、ダンパは電気的に制御を行うアクティブ式ダンパであっても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ユニット建物（建物）
１２ 建物ユニット
１４ 柱
２０ 床大梁（大梁）
３２ ダイナミックダンパ（ダンパ）
３６ 第１プレート（第１の部材）
３８ 弾性体
４０ 第２プレート（第２の部材）
４２ 重錘
５０ ダイナミックダンパ（ダンパ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱、及び前記柱に連結される大梁を備えた建物であって、
前記大梁の振動の腹となる部分に、振動を抑制するダンパが設置されている建物。
【請求項２】
２階以上に構成され、
前記ダンパの設置される前記大梁が２階以上の床大梁である、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
桁側の前記大梁に前記ダンパが設置されている建物ユニットを含んで構成される、請求項１または請求項２に記載の建物。
【請求項４】
桁側の互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁の各々に前記ダンパが設置されている、請求項３に記載の建物。
【請求項５】
互いに隣接する一方の前記建物ユニットの前記大梁と他方の建物ユニットの前記大梁との隙間に前記ダンパが設置されている、請求項３または請求項４に記載の建物。
【請求項６】
前記大梁の内側面に前記ダンパが設置されている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物。
【請求項７】
前記ダンパが前記大梁の両側面に設置されている、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物。
【請求項８】
前記ダンパは、前記大梁との接続に用いられる第１の部材と、前記第１の部材に接続される弾性体と、前記弾性体の前記第１の部材とは異なる位置に接続される第２の部材と、前記第２の部材に接続される重錘と、を備えたダイナミックダンパである、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の建物。
【請求項１】
柱、及び前記柱に連結される大梁を備えた建物であって、
前記大梁の振動の腹となる部分に、振動を抑制するダンパが設置されている建物。
【請求項２】
２階以上に構成され、
前記ダンパの設置される前記大梁が２階以上の床大梁である、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
桁側の前記大梁に前記ダンパが設置されている建物ユニットを含んで構成される、請求項１または請求項２に記載の建物。
【請求項４】
桁側の互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁の各々に前記ダンパが設置されている、請求項３に記載の建物。
【請求項５】
互いに隣接する一方の前記建物ユニットの前記大梁と他方の建物ユニットの前記大梁との隙間に前記ダンパが設置されている、請求項３または請求項４に記載の建物。
【請求項６】
前記大梁の内側面に前記ダンパが設置されている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物。
【請求項７】
前記ダンパが前記大梁の両側面に設置されている、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物。
【請求項８】
前記ダンパは、前記大梁との接続に用いられる第１の部材と、前記第１の部材に接続される弾性体と、前記弾性体の前記第１の部材とは異なる位置に接続される第２の部材と、前記第２の部材に接続される重錘と、を備えたダイナミックダンパである、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１３７２８８（Ｐ２０１１−１３７２８８Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６００２（Ｐ２００９−２９６００２）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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