JP2004003280A

JP2004003280A - 住宅用制振装置を含む建物用制振装置

Info

Publication number: JP2004003280A
Application number: JP2002330489A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sasada; 笹田　有; Tatsuo Suzuki; 鈴木　達雄; Minoru Toyoda; 豊田　稔; Osamu Nakagaki; 中垣　理; Kei Tsubokawa; 坪川　圭
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】床面または天井面等に重量物の付加や各種制振材等を敷設しなくとも良いようにする。
【解決手段】所定の質量を有するマス１１及びバネ系を形成するゴム部１２からなるダイナミックダンパー１を、２個一組の状態で、鉄骨住宅を形成する小梁５の中央部に形成される腹部のところに取付ブラケット１３を介して取付ける。本ダイナミックダンパー１の、その固有振動数の値は、４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るように設定する。本ダイナミックダンパー１を形成する上記ゴム部１２の特性であるｔａｎδの値を、０．１から０．７の範囲内に入るように設定する。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物における柱、梁、根太等の制振を目的に用いられる制振装置に関するものであり、特に、所定の質量を有するマスと、所定のバネ特性及び減衰特性を有するゴム状弾性体と、からなるダイナミックダンパーを、上記梁、根太等の腹部に設けるようにし、これによって、上の階から衝撃力が入力されることによって下の階に発生する音の抑制、具体的には、ＪＩＳＡ１４１８における重量床衝撃音レベル等級ＬＨ−６０の確保、及び上階における人の歩行時に発生する音の低減化を図ることのできるようにした建物用制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉄骨系の住宅においては、その骨格を形成する柱、梁等にＨ形鋼あるいはＣ形鋼等からなる鉄骨材が用いられていることより、木造住宅等に較べて、その床及び天井等に関して減衰力（減衰特性）が劣ると言う問題点を有する。このような点を考慮して、従来の鉄骨系住宅において、高い重量床衝撃音性能を確保するためには、例えば図７に示すように、上の階の床のところに床制振材１０及び床吸振材２０等を設けるとともに、下の階の天井のところにも、特別に天井制振材３０等を設けるようにしているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものにおいては、上記床制振材が質量の重いものであるところから、その設置には多くの労力を要すると言う問題点がある。また、上下の梁間には、特別に大梁制振材５０が設置されるようになっているとともに、下の階の天井のところには、グラスウール等からなる吸音材４０等が設置されるようになっているものである。これらのことから、上記従来のものにおいては、多数の制振部材等を用意しなければならず、コスト的にも不利である。また、質量の重い各種制振材等を敷設するにあたっては、その敷設作業が煩雑となり、作業効率を低下させるおそれがある。また、多くのアイテムの制振技術を多くの場所に採用しなければならず、作業効率が悪くなると言う問題点がある。このような問題点を解決するために、同じ仕様・諸元からなるダイナミックダンパー型の制振装置を複数個用意しておき、これらを、梁、根太等のところに設置するようにし、これによって、上の階から衝撃力が入力されることにより下の階に発生する音の抑制、具体的には、ＪＩＳＡ１４１８における重量床衝撃音レベル等級ＬＨ−６０の確保、及び上階における人の歩行時に発生する音の低減化を図ることのできるようにした建物用制振装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、建物の柱、梁、根太のところに設けられるものであって、弾性体を形成するゴム部及び質量体を形成するマスからなるダイナミックダンパー型の建物用制振装置に関して、その固有振動数の値が４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るようにするとともに、上記ダイナミックダンパーを形成するゴム部の特性をｔａｎδの値が０．１から０．７の範囲内に入るようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、特定の周波数域において、柱、梁、根太等の振動を効果的に制振することができるようになるとともに、ゴム部の減衰特性を上記所定の範囲内に設定することによって、比較的広い範囲の周波数帯域においても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、重量衝撃音の低減化、具体的には、ＪＩＳＡ１４１８に規定される重量床衝撃音レベル等級ＬＨ−６０を確保することができるようになる。また、歩行者の歩行により生ずる音の低減化を図ることができるようになる。
【０００５】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の建物用制振装置に関して、上記ダイナミックダンパーを、階下の天井又は一つ上の階の床を支える梁、根太に装着するようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、上の階から衝撃力が入力されることに起因して下の階に発生する音の抑制を図ることができるようになる。
【０００６】
次に、請求項３記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の建物用制振装置に関して、上記ダイナミックダンパーを、上記梁又は根太の、その腹部のところに装着するようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、柱、梁、根太等における特定周波数域の振動を効果的に制振することができるようになる。これに加えて、更に、本発明のものにおいては、上記ダイナミックダンパーを、梁又は根太の腹部のところに設置するようにしたので、振動形態における最大振幅部にてダイナミックダンパーを作動させることができるようになり、制振効果を最大限に発揮させることができるようになる。
【０００７】
次に、請求項４記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建物用制振装置に関して、上記ダイナミックダンパーを、単独で、又は同じものを２個一組の状態で、上記梁又は根太のところに設置するようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、同じ仕様・諸元のダイナミックダンパーを多数製造しておくとともに、これらダイナミックダンパーを、単独又は２個一組の状態で梁又は根太に複数個設置することによって、柱、梁、根太等の振動を効果的に制振することができるようになる。また、同じ仕様のダイナミックダンパーが大量に生産されることとなるので、ダイナミックダンパーの製造コストの低減化を図ることができるようになる。その結果、制振効果を低コストにて実現化することができるようになる。更には、１個のダイナミックダンパーの質量を作業に適切な軽い値に設定することができるようになり、ダイナミックダンパーの組立作業あるいは当該ダイナミックダンパーを制振装置として梁等に装着する際の作業性の向上を図ることができるようになる。
【０００８】
次に、請求項５記載の発明について説明する。このものの特徴とするところは、ダイナミックダンパーを鉄骨系住宅に採用するようにしたことである。すなわち、本発明においては、鉄骨系住宅の梁のところに設けられるものであって、弾性体を形成するゴム部及び質量体を形成するマスからなるダイナミックダンパー型の制振装置に関して、その固有振動数の値が４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るように設定するとともに、上記ダイナミックダンパーを形成するゴム部の特性をｔａｎδの値が０．１から０．７の範囲内に入るような構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、特定の周波数域において、床の振動を効果的に制振することができるようになるとともに、ゴム部の減衰特性を上記所定の範囲内に設定することによって、比較的広い範囲の周波数帯域においても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、重量衝撃音の低減化、具体的には、ＪＩＳＡ１４１８に規定される重量床衝撃音レベル等級ＬＨ−６０を確保することができるようになる。また、一つ上の階における歩行者の歩行によって下の階に発生する音を低減化することができるようになる。
【０００９】
次に、請求項６記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項５記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項５記載の住宅用制振装置に関して、上記ダイナミックダンパーを、一つ上の階の床を支える小梁の、その腹部のところに装着するようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項５記載のものと同様、特定周波数の床振動を効果的に制振することができるようになる。これに加えて、更に、本発明のものにおいては、上記ダイナミックダンパーを、床を支える小梁の腹部のところに設置するようにしたので、振動形態における最大振幅部にてダイナミックダンパーを作動させることができるようになり、制振効果を最大限に発揮させることができるようになる。
【００１０】
次に、請求項７記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項５または請求項６記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項５または請求項６記載の住宅用制振装置に関して、上記ダイナミックダンパーを、同じものを２個一組の状態で、かつ、上記梁を間に挟んだ状態で設けるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記請求項４記載のものと同様、同じ仕様・諸元のダイナミックダンパーを多数製造しておくとともに、これらダイナミックダンパーを、２個一組の状態で所定の床面に複数個設置することによって、床面全体を効果的に制振することができるようになる。また、同じ仕様のダイナミックダンパーが大量に生産されることとなるので、ダイナミックダンパーの製造コストの低減化を図ることができるようになり、床の制振効果を低コストにて実現化することができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図６を基に説明する。なお、本発明は、ダイナミックダンパー型の建物用制振装置に関するものであるが、本実施の形態においては、その典型的な例である住宅用制振装置について説明することとする。すなわち、本実施の形態にかかるものは、図１に示す如く、鉄骨系住宅の梁、特に小梁５のところに設けられるものであって、弾性体を形成するゴム部１２及び質量体を形成するマス１１からなるダイナミックダンパー１を基礎に形成されるものである。そして、このような構成からなる本ダイナミックダンパー１が、図１に示す如く、鉄骨住宅を形成する小梁５の中央部に形成される腹部のところに取付ブラケット１３を介して取付けられるようになっているものである。
【００１２】
また、このような構成からなる本ダイナミックダンパー１の、その固有振動数の値は、４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るように設定されるようになっている。なお、この固有振動数の値としては、５０Ｈｚから７０Ｈｚの範囲内に設定されるのが好ましい。そして、本ダイナミックダンパー１を形成するマス１１の質量値としては、本実施の形態においては７〜８Ｋｇのものが採用されるようになっている。また、本ダイナミックダンパー１を形成する上記ゴム部１２の特性であるｔａｎδの値、すなわち、ゴム部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）の値は０．１から０．７の範囲内に入るように設定することとする。なお、このｔａｎδの値についても、０．２から０．６の範囲内に設定されるのが好ましい。このような範囲内にゴム部１２の特性を限定することによって、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、重量衝撃音の低減化、具体的には、ＪＩＳＡ１４１８に規定される重量床衝撃音レベル等級ＬＨ−６０の確保や、歩行により発生する音の低減化を図ることができるようになる（図４，図６参照）。
【００１３】
このような構成からなるダイナミックダンパー１を、例えば図２に示す如く、床２を支持する小梁５の、それぞれの中央部に形成される腹部のところに、２個一組の状態で取付ける（設置する）ようにする。なお、このダイナミックダンパー１の設置に当たっては、床２を形成する１ユニット内のほぼ全面にわたって、そこに設けられる小梁５のところに設置するようにする。本実施の形態においては、１ユニット当たり１２個設けるようにする。なお、ユニットサイズの違う仕様のものには、設置するダイナミックダンパーの数を増減させることによって対応させるようにする。これによって、床面に入力された衝撃振動を効果的に制振することができるようになる。また、上記床２を支える小梁５のところに取付けられる各ダイナミックダンパー１は、その仕様・諸元、すなわち、固有振動数の値（ｆｎ）及びゴム部１２の特性であるｔａｎδが、すべてのダイナミックダンパーについて同じ値になるように設定されているものである。従って、同じ仕様のダイナミックダンパー１が大量に生産されることとなるので、ダイナミックダンパー１の製造コストの低減化を図ることができるようになり、床２の制振作用を低コストにて実現化することができるようになる。
【００１４】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作用等について、図３ないし図６を基に説明する。まず、図２に示す如く、床２を形成する小梁５の、その腹部のところに同じ仕様・諸元のダイナミックダンパー１を２個一組の状態で設置する。これによって、一つ上の階の床面に入力された衝撃による振動は、各ダイナミックダンパー１の作動により、効果的に制振されることとなる。具体的には、図３に示す如く、本ダイナミックダンパー１の固有振動数（ｆｎ）の値を５５Ｈｚまたは６５Ｈｚに設定するとともに、ｔａｎδの値を０．３２に設定することによって、ダイナミックダンパー無しの場合に比べて、大幅に制振作用の発揮されていることが判る。そして、この条件下における音圧レベルでの測定結果を視てみると、例えば図４に示す如く、ＪＩＳＡ１４１８に規定される重量床衝撃音レベル等級においてＬＨ−６０の値を満足していることが判る。また、図５に示す如く、固有振動数（ｆｎ）の値を６５Ｈｚに設定するとともに、ｔａｎδの値を０．３２または０．１２５５に設定したものについては、４５Ｈｚから８５Ｈｚの広い範囲内において重量衝撃による振動の制振作用が現れているのが判る。そして、このような条件下における階下での音圧レベルでの測定結果によると、例えば図６に示す如く、ＪＩＳＡ１４１８に規定される重量床衝撃音レベル等級においてＬＨ−６０の値を満足していることが判る。
【００１５】
このように、本実施の形態のものにおいては、特定の値に調整されたダイナミックダンパー１を、床２を形成する１ユニット当たりについて１２個、各小梁５の腹部のところに設けることによって、一つ上の階に入力された衝撃による振動を効率良く制振し、下の階には、衝撃に起因する振動を伝播させないようにすることができるようになる。その結果、本実施の形態のものにおいては、例えば図７に示されるような質量の重い床制振材１０や、小梁間に設けられる床吸振材２０等が不要となるとともに、下の階の天井に設けられていた天井制振材３０やグラスウール４０等も不要となる。また、図１に示す如く、大梁６、６’間には、従来のものにおいて設けられていた大梁間制振材５０等（図７参照）も不要となる。その結果、本鉄骨系住宅全体の建築費を大幅に削減化することができるようになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、建物の柱、梁、根太のところに設けられるものであって、弾性体を形成するゴム部及び質量体を形成するマスからなるダイナミックダンパー型の建物用制振装置に関して、その固有振動数の値が４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るように設定するとともに、上記ダイナミックダンパーを形成するゴム部の特性をｔａｎδの値が０．１から０．７の範囲内に入るようにした構成を採ることとしたので、特定の周波数域において、柱、梁、根太等の振動を効果的に制振することができるようになった。また、ゴム部の減衰特性を上記所定の範囲内に設定することによって、比較的広い範囲の周波数帯域においても制振作用を発揮させることができるようになり、重量衝撃音のみならず、歩行音の低減化も図ることができるようになった。特に、本発明のものにおいては、ＪＩＳＡ１４１８に規定される重量床衝撃音レベル等級ＬＨ−６０を確保することができるようになった。
【００１７】
また、本発明においては、上記ダイナミックダンパーを、一つ上の階の床を支える小梁の、その腹部のところに装着するようにした構成を採ることとしたので、特定周波数の床振動を効果的に抑制することができるようになった。また、これに加えて、本発明のものにおいては、上記ダイナミックダンパーを、床を支える小梁の腹部のところに設置するようにしたので、振動形態における最大振幅部にてダイナミックダンパーを作動させることができるようになり、制振効果を最大限に発揮させることができるようになった。
【００１８】
また、本発明においては、上記ダイナミックダンパーを、同じものを２個一組の状態で、かつ、上記梁を間に挟んだ状態で設置するようにした構成を採ることとしたので、同じ仕様・諸元のダイナミックダンパーを大量に生産することができるようになり、ダイナミックダンパーの製造コストの低減化を図ることができるようになった。その結果、制振効果を低コストにて実現化することができるようになった。更には、１個のダイナミックダンパーの質量を作業に適切な軽い値に設定することによって、本ダイナミックダンパーの取付け作業性を向上させることができるようになった。また、本発明のものにおいては、ダイナミックダンパーを、梁等に、工場内にて取付けるようにしたので、品質の安定性を確保することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるダイナミックダンパーの床面への配置状態を示す概念図である。
【図３】本発明にかかるダイナミックダンパーの固有振動数（ｆｎ）の差に基因する制振効果の違いを示す図（グラフ）である。
【図４】本発明にかかるダイナミックダンパーの固有振動数（ｆｎ）の差に基因する音圧低減効果の違いを示す図（グラフ）である。
【図５】本発明にかかるダイナミックダンパーのｔａｎδの値の変化に基因する制振効果の差を示す図（グラフ）である。
【図６】本発明にかかるダイナミックダンパーのｔａｎδの値の変化に基因する音圧低減効果の差を示す図（グラフ）である。
【図７】従来のものの床面及び天井面における制振材あるいは吸音材等の設置状況を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　ダイナミックダンパー
１１　マス
１２　ゴム部
１３　取付ブラケット
２　床
３　天井
５　小梁
６　大梁
６’　大梁

Claims

建物の柱、梁、根太のところに設けられるものであって、弾性体を形成するゴム部及び質量体を形成するマスからなるダイナミックダンパー型の建物用制振装置において、その固有振動数の値が４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るようにするとともに、上記ダイナミックダンパーを形成するゴム部の特性をｔａｎδの値が０．１から０．７の範囲内に入るようにしたことを特徴とする建物用制振装置。
請求項１記載の建物用制振装置において、上記ダイナミックダンパーを、階下の天井又は一つ上の階の床を支える梁、根太に装着するようにしたことを特徴とする建物用制振装置。
請求項１記載の建物用制振装置において、上記ダイナミックダンパーを、上記梁又は根太の、その腹部のところに装着するようにしたことを特徴とする建物用制振装置。
請求項１ないし請求項３記載の建物用制振装置において、上記ダイナミックダンパーを、単独で、又は同じものを２個一組の状態で、上記梁又は根太のところに設置するようにしたことを特徴とする建物用制振装置。
鉄骨系住宅の梁のところに設けられるものであって、弾性体を形成するゴム部及び質量体を形成するマスからなるダイナミックダンパー型の住宅用制振装置において、その固有振動数の値が４４Ｈｚから８８Ｈｚの範囲内に入るようにするとともに、上記ダイナミックダンパーを形成するゴム部の特性をｔａｎδの値が０．１から０．７の範囲内に入るようにしたことを特徴とする住宅用制振装置。
請求項５記載の住宅用制振装置において、上記ダイナミックダンパーを、一つ上の階の床を支える小梁の、その腹部のところに装着するようにしたことを特徴とする住宅用制振装置。
請求項５または請求項６記載の住宅用制振装置において、上記ダイナミックダンパーを、同じものを２個一組の状態で、かつ、上記梁を間に挟んだ状態で設けるようにしたことを特徴とする住宅用制振装置。