JP2009209520A - 制振部材および制振パネル - Google Patents

Abstract

【課題】竹材を利用することができる制振部材および制振パネルを提供する
【解決手段】制振部材１００は、並列に並べられた複数の棒材１０と、棒材１０の間に配設されたせん断支持部材２０と、複数の棒材１０の間隔を狭める挟持手段３０とを備えている。この制振部材１００は、振動に応じて複数の棒材１０が相対的にずれると、棒材１０の間に挟まれたせん断支持部材２０にせん断力が入力されて振動を吸収することができる。また、この制振部材１００は、並列に並べられた複数の棒材１０の間にせん断支持部材２０が配設されており、棒材１０の間には所要の間隔ｓが設定されている。このように棒材１０の間に所要の間隔ｓが設けられているので、竹材のように節部５２を有する材料を棒材１０に利用した場合でも、節部５２が隣の棒材１０に当たることがない。このため、竹材を利用した制振部材を提供することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は制振部材および制振パネルに関する。

制振部材に関しては、例えば、特開２００７―１６４４７号公報では、住宅のパネルの筋交いに用いられる制振機能を備えたブレース材が開示されている。このように、制振部材および制振部材を備えたパネルについては種々の構造が提案されている。また、建築用資材としては、竹の利用が注目されている。竹は、成長が速く、日本に置いても比較的安価に安定した材料供給が見込まれ、また建築資材としての所要の材料強度を備えている。かかる竹を利用した建築用パネルとしては、例えば、特開２００３−３０６９９４号公報に開示されている。
特開２００７―１６４４７号公報 特開２００３−３０６９９４号公報

ところで、制振パネルに天然素材である竹材を利用する場合、未加工の竹では寸法にバラツキがある。特に、竹には中空の筒状部と、筒状部を連接する節部とを有している。このため、竹を組み合わせてパネルを作るには、節を除去したり、節が邪魔にならないように工夫する必要があるので面倒である。本発明は、制振部材および制振パネルに関し、特に、所要の制振機能を発揮し、かつ、竹材を有効に利用することができる構造を備えた制振部材および制振パネルを提案する。

本発明に係る制振部材は、間隔を空けて並列に並べられた複数の棒材と、棒材の間に配設されたせん断支持部材と、複数の棒材の間隔を狭める挟持手段とを備えている。

この制振部材によれば、並列に並べられた複数の棒材の間にせん断支持部材が配設されており、複数の棒材の間隔は挟持手段によって狭められている。制振部材は、例えば、振動を受けたときに並列に並べられた複数の棒材が互いにずれるように取り付けられる。この制振部材によれば、振動を受けたときに棒材の間に挟まれたせん断支持部材にせん断力が作用して、振動を吸収することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る制振部材および制振パネルを説明する。なお、同じ機能を奏する部材、部位には同じ符号を付している。

この制振部材１００は、図１に示すように、複数の棒材１０と、せん断支持部材２０と、挟持手段３０とを備えている。

複数の棒材１０は間隔を空けて並列に並べられている。この実施形態では、棒材１０は、筒状の竹材であり、図示は省略するが、中空の筒状部５１と、筒状部５１を連接する節部５２とを有している。

当該棒材１０の側面には、せん断支持部材２０が嵌められる嵌め込み部１１を備えている。この実施形態では、図２に示すように、嵌め込み部１１として、棒材１０の側面に、内部に貫通した穴１２が形成されている。嵌め込み部１１としての穴１２は、棒材１０の長さ方向に間隔を空けて形成されている。また、この実施形態では、棒材１０の両端部に、それぞれ挟持手段３０を取り付けるため、図１に示すように、挟持手段３０を構成する貫通棒３１の外径よりも大きい穴１３、１４が形成されている。この実施形態では、棒材１０は、竹材であり、上述した棒材１０の側面に形成された穴１２、１３、１４は、それぞれ竹材の筒状部５１に形成されている。

せん断支持部材２０は、棒材１０の間に配設されている。この実施形態では、せん断支持部材２０は、それぞれ所要の硬さを有する粘弾性体からなる球体であり、隣り合う棒材１０の側面に形成された穴１２に嵌め込まれている。このせん断支持部材２０は、棒材１０の側面に形成された穴１２よりも大きな外径を有している。せん断支持部材２０の大きさと、棒材１０の側面に形成された穴１２の内径によって、隣り合う棒材１０と棒材１０との間に適当な間隔ｓが確保されている。

挟持手段３０は、複数の棒材１０の間隔を狭める手段であり、この実施形態では貫通棒３１と、ナット３２で構成されている。貫通棒３１は、棒材１０の上部と下部にそれぞれ形成された穴１３、１４を通して、並列に並べられた複数の棒材１０を貫通している。貫通棒３１の両側端部には、ねじが形成されており、ワッシャー３３を介してナット３２を取り付けている。この実施形態では、挟持手段３０は、並列に並べられた複数の棒材１０を挟持しており、ナット３２を締めることによって当該複数の棒材１０を挟持する力を調整することができる。

この実施形態では、図１に示すように、挟持手段３０が挟む力に対して、棒材１０に挟まれたせん断支持部材２０に抗力が生じる。そして、当該せん断支持部材２０によって、隣り合う棒材１０と棒材１０との間隔ｓが確保されている。上述したように、棒材１０には、節部５２を有する筒状の竹材が用いられている。この制振部材１００は、棒材１０の間に所要の間隔ｓを形成しており、棒材１０の節部５２が隣に配設された棒材１０に当たるのが防止されている。また、棒材１０が竹材である場合、各棒材１０によって太さが異なり、また棒材１０の上下で太さが異なるが、この制振部材１００は、棒材１０の間に所要の間隔ｓが形成されているので、棒材１０の寸法のばらつきを吸収することができる。

また、この制振部材１００は、図３に示すように、枠１１０に取り付けられて制振パネル１２０を構成することができる。ここで、制振パネル１２０は、図示は省略するが、建物の壁あるいは壁の一部を構成し、建物に生じる揺れを小さく抑える制振機能を備えたパネルである。この場合、制振パネル１２０の枠１１０の揺動に応じて棒材１０を介してせん断支持部材２０にせん断力が入力されるように、制振部材１００を制振パネル１２０の枠１１０に取り付けるとよい。せん断支持部材２０は、このように棒材１０を介して入力されるせん断力を支持する。

この実施形態では、制振パネル１２０の枠１１０は、図３に示すように、当該一対の縦材４６、４７と、上梁４２と、下梁４３によって形成されている。制振部材１００は、並列に並べられた棒材１０のうち、両側の棒材１０の長さ方向の両側部が制振パネル１２０の略矩形の枠１１０の上梁４２と下梁４３に、それぞれヒンジ５６を介して揺動可能に取り付けられている。

例えば、地震や強風によって建物を揺らす力が作用すると、建物の揺れに応じてこの制振パネル１２０には、上梁４２と下梁４３を水平にずらすようなせん断方向の力が作用する。このような力が作用して制振パネル１２０が斜めに傾くと、図４に示すように、制振部材１００の各棒材１０が斜めに傾く。この実施形態では、せん断支持部材２０が粘弾性体であるため、制振部材１００の各棒材１０が傾くと、各棒材１０の間に配設されたせん断支持部材２０には、図５に示すように、せん断力が入力され、せん断変形が生じる。そして、建物の揺れに応じて制振部材１００の各せん断支持部材２０にせん断力が繰り返し入力される。

この実施形態では、せん断支持部材２０として粘弾性体が用いられている。粘弾性体は、一般的には、せん断荷重と変位との関係において、図６に示すような履歴ループＡ（ヒステリシス曲線）を描く。当該履歴ループＡによるせん断変形によって、粘弾性体が吸収し得るエネルギは、概ね当該履歴ループＡで囲まれた面積に相当する。このように、この制振部材１００および制振パネル１２０は、建物の揺れに応じて制振部材１００の各せん断支持部材２０にせん断力が繰り返し入力されることによって、当該揺れのエネルギを吸収し、建物に生じる揺れを小さく抑え、建物の損傷を少なくすることができる。

この制振部材１００は、上述したように並列に並べられた複数の棒材１０と、棒材１０の間に配設された複数のせん断支持部材２０と、複数の棒材１０の間隔を狭める挟持手段３０とを備えている。この制振部材１００は、図４に示すように、振動に応じて複数の棒材１０が相対的にずれるように配設される。振動に応じて複数の棒材１０が相対的にずれると、図５に示すように、棒材１０の間に挟まれたせん断支持部材２０にせん断力が入力され、当該せん断支持部材２０のせん断変形によって振動を吸収することができる。この制振部材１００は、並列に並べられた複数の棒材１０の間にせん断支持部材２０が配設されており、棒材１０の間には所要の間隔ｓが設定されている。このように棒材１０の間に所要の間隔ｓが設けられているので、竹材のように節部５２を有する材料を棒材１０に利用した場合でも、節部５２が隣の棒材１０に当たることがない。このため、竹材を棒材１０に利用することができる。この場合、竹の節を除去するような加工を省略することができ、棒材１０として所要の太さの竹材を所要の長さに切り出して利用することができ、竹材の加工も比較的容易に行える。

なお、かかる制振部材１００において、棒材１０には節部を有する筒状の竹材を例示したが、棒材１０は竹材に限定されない。当該棒材１０としては、例えば、樹脂製のパイプでもよい。また、当該棒材１０は、中空の部材に限定されず、中実の部材でもよい。また、棒材１０は、側面にせん断支持部材２０が嵌る嵌め込み部１１が形成されている。当該嵌め込み部１１は、貫通した穴を例示したが、当該嵌め込み部１１は、貫通した穴に限定されず、例えば、せん断支持部材２０が嵌る窪みでもよい。また、棒材１０の本数は、上述した実施形態に限定されず、例えば、２本以上の複数本でも良い。また、棒材１０の間に配設されるせん断支持部材２０の数は、上述した実施形態では２個であるが、せん断支持部材２０の数は２個以上の複数個でもよい。なお、せん断支持部材２０の数を多くすることによって、振動が生じた際に、より多くのせん断支持部材２０にせん断変形が入力されるので、制振部材１００が振動を吸収する制振性能が向上する。

また、制振部材１００の取付構造も上述した実施形態に限定されない。例えば、図７および図８に示す制振部材１００Aのように、各棒材１０に開けられた穴６１を幅方向に長い穴としてもよい。すなわち、制振パネル１２０の枠１１０に取り付けられるヒンジ５７に開けられた穴６３と、当該棒材１０の長穴６１にピン６２を通して、制振パネル１２０の枠１１０に棒材１０を取り付けてもよい。また、図示は省略するが、ヒンジ５７に開けられる穴６３を幅方向に長い長穴にして棒材１０の穴６１とピン６２を通してもよい。また、各棒材１０の穴６１とヒンジ５７の穴６３の両方を幅方向に長い長穴にしてピン６２を通してもよい。このように棒材１０に開ける穴６１またはヒンジ５７に開ける穴６３を長穴にした場合、長穴に対してピン６２の位置が幅方向に適当にずれるので、挟持手段３０によって棒材１０の間隔を狭める際に、その自由度が高くなり、制振部材１００Aの取り付けが容易になる。

また、図７および図８に示す制振部材１００Aは、各棒材１０が、それぞれピン６２を介して制振パネル１２０の枠１１０に取り付けられている。この際、全ての棒材１０が枠１１０に取り付けられているので、制振パネル１２０に揺れが生じた場合でも、当該揺れに応じて各棒材１０にそれぞれ揺れが直接入力され、棒材１０にねじれが生じるのを防止できる。これにより、振動が生じた際に、各せん断支持部材２０により的確にせん断力を入力することができ、制振部材１００が振動を吸収する制振性能が向上する。

また、せん断支持部材２０は、粘弾性体を例示したが、粘弾性体は、上述したように、繰り返し入力されるせん断変形に対して適当な履歴ループ（ヒステリシス曲線）を生じさせる機能を有しており、当該制振部材１００のせん断支持部材２０として好適である。なお、せん断支持部材２０は、粘弾性体に限定されず、例えば、天然ゴムや、合成ゴム、高減衰性ゴム（高減衰性能を有する特殊なゴム）などの弾性体を用いることができる。また、せん断支持部材２０は、せん断力に対して適当な抗力を生じればよく、例えば、木製や、アクリルなどの樹脂製、鉄などの金属製でもよい。せん断支持部材２０に木製や、樹脂製、金属製など、ゴムや粘弾性体に比べて、剛性の高い部材を用いた場合には、せん断支持部材２０にせん断力が入力された場合に、せん断支持部材２０に生じるせん断変形は減少し、制振部材１００および制振パネル１２０の耐力が向上する。また、せん断支持部材２０については、適宜、異なる材質のせん断支持部材２０を組み合わせてもよい。例えば、複数のせん断支持部材２０のうち、いくつかについては、樹脂製とし、他のせん断支持部材２０を粘弾性体としてもよい。

また、せん断支持部材２０の形状は、球形を例示したが、せん断支持部材２０の形状は、球形に限定されず、種々の形状を採用することができる。なお、球形は、表面が丸いので、棒材１０に形成された穴１２に嵌る際に、穴１２の大きさや、棒材１０としての竹材の寸法の誤差を適当に吸収することができる。同様に、穴１２の大きさや、棒材１０としての竹材の寸法の誤差を適当に吸収することができる形状としては、球形に限定されない。例えば、楕円球形や、棒材１０の穴１２に嵌る両側の部分に円錐形状を有する特殊な形状でもよい。

以上、本発明の一実施形態に係る制振部材および制振パネルを説明したが、本発明に係る制振部材および制振パネルは、上述した実施形態に限定されない。

棒材に竹材を利用した構造を例示したが、棒材は竹材に限定されず、種々の棒材を利用することができる。また、挟持手段３０は、棒材１０を貫通する貫通棒３１と、ナット３２で構成した構造を例示したが、複数の棒材１０の間隔を狭める手段であればよく、かかる構造に限定されない。例えば、図９に示すように、棒材１０の間隔を狭める方向に移動可能に棒材１０を支持するガイド３６と、前記並列に並べられた棒材１０の周囲に伸ばした状態で掛けまわした弾性ロープ３７とで構成してもよい。

図３に示すように、棒材１０を制振パネル１２０の枠に取り付ける構造は、例えば、図１０に示すように、棒材１０に挿通したピン７１を、支持部材７２によって、棒材１０の外側から軸支してもよい。また、図１１に示すように、棒材１０が筒状の部材であれば、棒材１０に挿通したピン７１を、棒材１０の内部に挿し込まれる支持部材７３によって、棒材１０の内側で支持してもよい。

また、図１２に示すように、制振パネル１２０の枠１１０には、並列に並べられた複数の棒材１０の両側に、棒材１０の揺れを規制するストッパ７５を設けてもよい。これにより、棒材１０が過度に揺れ動くのを防止できる。また、図１３に示すように、棒材１０の両端で、棒材１０の揺れる方向の両側を切り欠き、当該切り欠き８１によって棒材１０が揺れる際に、棒材１０が制振パネル１２０の枠１１０に当たるのを防止してもよい。なお、制振パネル１２０の耐力を向上させたい場合には、図１４に示すように、棒材１０の両端をビス８２等で、制振パネル１２０の枠１１０に固定してもよい。

また、棒材１０の形状は、円筒形状に限定されず、棒材１０の形状は、例えば、図１５に示すように、横断面が矩形でもよい。また、棒材１０は中空の棒材に限らず、中実の棒材でもよい。図１５に示すように、中実の棒材１０である場合には、せん断支持部材２０が嵌め込まれる嵌め込み部１１は、窪みでよい。図１５に示す例では、球形のせん断支持部材２０をはめ込むのに適した球形の窪みが形成されている。また、図１６に示すように、棒材１０が中空の棒材である場合には、せん断支持部材２０が嵌め込まれる嵌め込み部１１は、棒材１０の内部に貫通した穴で形成するとよい。また、せん断支持部材２０が嵌め込まれる嵌め込み部１１は、各棒材１０の間で同じ位置に形成された実施形態を例示したが、当該嵌め込み部１１の位置は、各棒材１０の間でずれていてもよい。

以上、本発明に係る制振部材および制振パネルについて、種々の変形例を例示したが、上述した変形例は、本発明に係る制振部材および制振パネルの変形例を例示したに過ぎず、本発明に係る制振部材および制振パネルはさらに種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態に係る制振部材を示す図。 本発明の一実施形態に係る制振部材の弾性体の取付構造を示す図。 本発明の一実施形態に係る制振部材を利用した制振パネルを示す図。 本発明の一実施形態に係る制振部材がせん断変形した状態を示す図。 本発明の一実施形態に係る制振部材がせん断変形した際の弾性体の状態を示す図。 弾性体の履歴曲線を示す図。 本発明の他の実施形態に係るの制振部材を示す図。 本発明の他の実施形態に係るの制振パネルを示す図。 挟持手段の変形例を示す図。 棒材を制振パネルの枠に取り付ける他の構造を示す斜視図。 棒材を制振パネルの枠に取り付ける他の構造を示す斜視図。 棒材を制振パネルの枠に取り付ける他の構造を示す斜視図。 棒材を制振パネルの枠に取り付ける他の構造を示す正面図。 棒材を制振パネルの枠に取り付ける他の構造を示す正面図。 棒材の他の構造を示す斜視図。 棒材の他の構造を示す斜視図。

符号の説明

１０ 棒材
１１ 嵌め込み部
１２ 穴（嵌め込み部）
１３、１４ 穴（貫通軸挿通用）
２０ せん断支持部材
３０ 挟持手段
３１ 貫通棒
３２ ナット
３３ ワッシャー
３６ ガイド
３７ 弾性ロープ
４２ 上梁
４３ 下梁
４６、４７ 縦材
５１ 筒状部
５２ 節部
５６ ヒンジ
１００ 制振部材
１１０ 枠（制振パネルの枠）
１２０ 制振パネル
Ａ 履歴ループ
ｓ 間隔

Claims (7)

1. 間隔を空けて並列に並べられた複数の棒材と、
   前記棒材の間に配設されたせん断支持部材と、
   前記複数の棒材の間隔を狭める挟持手段と
   を備えた、制振部材。
2. 前記棒材の側面に前記せん断支持部材が嵌る嵌め込み部を備えた、制振部材。
3. 前記棒材は、筒状の部材であり、前記嵌め込み部として側面に内部に貫通した穴が形成されている、請求項２に記載の制振部材。
4. 前記棒材は竹材である、請求項３に記載の制振部材。
5. 前記せん断支持部材が球体である、請求項３又は４に記載の制振部材。
6. 前記せん断支持部材は粘弾性体である、請求項１から５の何れかに記載の制振部材。
7. 請求項１から６の何れかに記載の制振部材が枠に取り付けられた制振パネルであって、
   前記枠の揺動に応じて前記棒材を介して前記せん断支持部材にせん断力が入力されるように、前記制振部材が枠に取り付けられている、制振パネル。

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