JP3101002U - 鉄骨階段の防振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄骨階段に特有な不快な振動感と靴音の騒音を防止する。
【解決手段】 鉄骨階段の側面に防振材を設ける構造を技術的な前提として、防振材２０を、鉄骨階段の踏板１２の側面に配する横材２１と、下段の横材と上段の横材２１とを連絡する略垂直方向の縦材２５とによって構成する。踏板の側面の防振材の面積（上下／左右の寸法）を小さくする結果、踏板で発生する振動に基づく共鳴振動を解消する。横材２１と縦材２５で構成する防振材２０は、一体成形する場合がある。防振材２０が、見た目に小さく目立たなくなる結果、鉄骨階段の外観品質も向上する。従来のように幅広の側板がないため、犯罪の原因となる階段の死角が改善される。階段まわりの見通しが良いため、犯罪者に対する心理的な抑制が利き防犯効果を高める。
【選択図】 図１

Description

本考案は、ユニットハウス等に用いる簡易構造の鉄骨階段（ユニット階段）に係り、階段の防音、防振、外観品質を向上させる技術に関する。

図４に示すように、ユニットハウス等に用いる鉄骨階段（ユニット階段）は、一般に側板（側桁）１に鋼鉄等で成形した踏板（段板）２を固定してなる。階段を配設する位置や家屋内の空間形状に応じて、踏板２の一端部を躯体壁部に固定して一方の側板１を省略したり、適宜箇所に踊り場を設けたり、側板１を螺旋形にする場合もあるが、複数段の踏板２を側板１によって支えることが多い。

一方、広く知られているように、ユニットハウスの鉄骨階段は昇降時の靴音が周囲の居室に響くことや、踏板２の振動が足元に伝わる不快感があるなど、騒音と振動の問題があった。

従来、このような問題は、踏板２の上面や側面の固定部にゴムなどの衝撃吸収材（緩衝材）を配することによる解決策がとられた。例えば、特開２００１−２８８８６７、特開２００１−１５９２１８などである。柔軟な樹脂材を踏板２の上面に配することにより踏板２にかかる衝撃も吸収できるし、躯体壁部に弾性樹脂材を配することによって踏板２と躯体壁との間の振動伝達も格段に軽減できるからである。
特開２００１−２８８８６７ 特開２００１−１５９２１８

問題は、鉄骨階段にゴムなどの緩衝材を用いても、従来の鉄骨階段では歩行時の振動感や靴音を完全には防止できない点にある。

その理由として想定できることは、踏板の側端部に配した側板（１）が、踏板を通して伝わる振動に共鳴して大きな音を作り出す可能性である。幅広の面積をもつ側板（１）によって階段の構造強度は高く保証されるが、側板（１）によって構造強度を保証しようとする限り、いわば必然的に共鳴振動が生ずるため、振動感や靴音の騒音を完全に防止することは難しい。また、踏板の端部に側板（１）を設けない構造では、踏板そのものの振動が歩行者の靴底に伝わるため、ゴムマットのような緩衝材を踏板の上に配しても不快な振動感は完全には解消できない。

そこで、本考案の目的は、ゴムマット等の緩衝材の有無に拘わらず、鉄骨階段に特有な不快な振動伝達感と靴音の騒音を確実に低減できるようにする点にある。

前記目的を達成するため、本考案に係る鉄骨階段の防振構造は、鉄骨階段の側面に防振材を設ける構造を技術的前提として、防振材を、鉄骨階段の踏板の側面に配する横材と、下段の横材と上段の横材とを連絡する略垂直方向の縦材とによって構成する。

実験によれば、横材と略垂直方向の縦材とによって防振材を構成することにより、踏板上にゴムマットを配したり、踏板と側板あるいは躯体壁部との間に緩衝材を設けなくても、鉄骨階段の振動と騒音は確実に減少することがわかった。実験を通して得られた知見は次の通りである。鉄骨階段において問題となる振動は、踏板の側面の動き（振動）を防振材によって拘束すれば良い。しかし従来の防振材（側板）は、階段の強度を保証しようとする余り上下方向の寸法を大きく設計しすぎており、その結果として側板自身が一種の共鳴板として作用する好ましくない結果を招いている。側板の存在によって振動は抑えられるのであるが、踏板の振動が側板に伝わって振動を増幅するため、大きな騒音をたてるという問題を惹起しているわけである。請求項１記載の考案のように、側板は振動を抑えることができる程度の上下幅であって共鳴振動を起こさない寸法にしつつ、横材と縦材によって踏板の振動を抑えるならば、踏板上にゴムマットを配するまでもなく振動も騒音も格段に低減することが出来るわけである。

請求項２記載の考案は、横材と縦材で構成する防振材を、適宜段数一体成形するものである。横材の機能は、踏板が発生する振動を縦材を介して上下に分散させることにあり、縦材は、横材の振動を共鳴現象を起こさずに上下方向に逃がすことが出来る構造であれば良い。横材と縦材は独立パーツとして成形し、ボルト等の連結金具を介してジョイントしても良いが、鉄骨階段（ユニット式階段）は踏板の段数が決まっている場合が少なくない。そこで、横材と縦材を予め一体成形し、適宜の手段、例えば溶接等によって防振材を踏板の側端部に配することが出来る。

なお、本考案に係る防振材は、従来の鉄骨階段の側板と異なり、階段の強度を側板によって保証する目的まで含む必要はない。防振材はあくまで踏板の振動を抑え、共鳴による振動騒音を防止できればよいからである。従って、防振材を踏板の側部に固定する際の固定手段はとくに限定されない。固定部分の過剰な強度は必要がないからである。

請求項３記載の考案は、防振材の素材と形状に関するものである。横材と縦材は、金属、樹脂、木から選択して成形した板材を用いる場合がある。すでに述べたように、本考案に係る防振材は踏板の振動を抑え、共鳴による振動騒音を防止できればよい。従って、横材と縦材は、素材が金属であっても良いし、樹脂であっても良いし、木であっても良い。防振材の強度は問題としないからである。階段の強度は、側板（防振材）とは異なる部分において保証すれば良い。また、横材は踏板の振動を縦材に伝達する機能を営める形状であり、縦材は横材から受ける振動を自身で共鳴させることなく上下方向に伝達分散させればよいので、部材としての形状はとくに限定されない。製造コストや見栄えを考慮すれば、縦材と横材は、側面略Ｌ字状を呈するパネル材を用い、それを連続的に成形することが望ましい。

請求項４記載の考案は、横材の上下幅と縦材の左右幅に関する。これらを１〜１０ｃｍの範囲に設定すると外観上の問題もなく共鳴振動を生ずる可能性もない。

本考案に係る鉄骨階段は、防振材の面積を小さく抑え、鉄骨階段に特有な不快な振動伝達感と靴音の騒音を低減する。面積の大きな無骨な防振材の構造をとらないので、鉄骨階段の外観品質を高める。

以下、添付図面に基づいて本考案に係る鉄骨階段の防振構造を説明する。図１〜図３に示すように、本考案に係る鉄骨階段は、家屋のスペースや階段の設置場所等に応じて設計した傾斜角度をもって支持材１１を設け、この支持材１１の上に所定数の踏板１２を配設し、踏板１２の両端部に防振材２０を配してある。１５は、階段の手摺り、１６は、適宜の外観構成をもたせたフェンスである。また１８は、踏板１２の上に配した吸振マットである。吸振マット１８は、例えば、ゴムなど樹脂系の柔軟素材を用いる。

支持材１１は、階段にかかる重量に耐えることの出来る適当な部材、例えば金属製の丸パイプ材を用いる。階段にかかる重量をバランス良く支持するよう、支持材１１は、二本のパイプ材を踏板１２の下面の左右にそれぞれ配置してある。

この実施形態では、支持材１１と踏板１２との間に、例えば図２、図３に示すような、側面形状略三角形を呈する連絡パネル１７を介在させてある。連絡パネル１７は、踏板１２の下面の左右に配してあり、踏板１２にかかる荷重を支持材１１に伝えるものであり、支持材１１と相俟ってトラス構造的に階段全体の構造強度を高める機能を営む。

連結パネル１７の適宜箇所、例えば中央部には、適宜形状の空隙（例えば丸孔）１９を設けておくことが望ましい。その理由は、大きく云ってふたつある。ひとつは、連結パネル１７の重量を軽減するためであり、ふたつめは、パネル状の部材に踏板１２の振動が伝わったときに発生する可能性が高い共鳴振動を完全に防止するためである。連結パネル１７の略中央部に空隙１９を設けておくことにより、保管時、輸送時、現場での作業時の各段において取り扱いが容易となると同時に、共鳴振動に基づく音を確実に防止することが出来る。

防振材２０は、踏板１２の端面に配する横材２１と、上下の横材２１を連絡する縦材２５とによって構成する。横材２１と縦材２５は、例えば、金属板を用いて適当長一体に成形する。階段の踏板数や傾斜は家屋の構造によっても異なるため、防振材２０を一体成形する場合は、同一方向の踏板数と階段の角度に応じて設計することが望ましい。

横材２１と縦材２５は、踏板１２の振動を抑えることが目的である。従って、横材２１の長手方向の寸法は、踏板１２の端面の長手方向の寸法と略一致させることが望ましく、横材２１の上下寸法は、踏板１２の端面の上下寸法よりも若干大きく設計する。但し、歩行の妨げとならないよう、横材２１の上端面は、踏板１２の上面と揃えて突起部分が生じないようにしておくことが望ましい。踏板１２の大きさは経験則等によって安全な歩行を確保できる大きさに設計されているため、縦材２５も、踏板１２の上面の面積を狭めないような位置に配設し、歩行の邪魔になる突起が露呈しないよう上下の横材２１を連絡させることが望ましい。なお、横材の上下幅と縦材の左右幅は１〜１０ｃｍ程度とすることが好ましい。１０ｃｍを超えると美観上好ましくなく、１５ｃｍを超えると共鳴振動を惹起する可能性が高まる。

横材２１と縦材２５は、踏板１２の振動を抑えることの出来る程度の肉厚に成形する。なお横材２１と縦材２５の肉厚を同一にする必要はない。しかし、特に縦材２５の肉厚が十分ではないと振動の分散と低減がうまくいかない場合があるため、少なくとも縦材２５の肉厚は横材２１と同一かそれ以上に設計することが望ましい。一体成形する場合は、横材２１と縦材２５の肉厚を均等（同一）にする方が成形が容易でありコストも低減できる。

かかる構造によれば、踏板１２にかかる荷重は、踏板１２の下方に配した支持材１１と連絡パネル１７とによって支えることが出来る。連絡パネル１７には空隙１９を設けてあるから、この連絡パネル１７の振動によって共振音を生ずることはない。一方、一種のトラス構造を作る連絡パネル１７と支持材１１の組み合わせによって、鉄骨階段の強度は十分保証される。この結果、踏板１２の側部に配する防振材２０は、踏板１２の振動を抑えるための最小限の機能をもたせれば良いことになり、過剰な寸法面積を必要としない。防振材２０は踏板１２の端面に配した横材２１と上下の横材２１を連絡する縦材２５があればよく、横材２１も縦材２５も最小限の肉厚パネルを用い、振動を上下に分散できる最小限の上下左右幅で構成すればよいことになる。このため、踏板１２の左右両端部から防振材２０に伝わる振動は、横材２１および縦材２５によって確実に抑止分散される一方、横材２１も縦材２５も広い面積幅の部材とはならないので、振動に基づく共振音を生ずることもなくなる。

階段歩行時の振動感は抑えられ、靴音の騒音も低減するため、利用者側の使用感は格段に向上する。踏板１２の上に吸振マット１８を配しておけば、鉄骨階段としては従来にない高品位の歩行感を得る。

本考案に係る防振材２０の構成は、鉄骨階段のデザイン性（外観品質）を高める副次的な効果を併せもつ。従来の鉄骨階段は、踏板（１２）の両側に面積の大きな無骨な側板が存在しており、階段の外観が建物全体の品質感を損なうことが少なくなかった。これに対し本考案に係る階段構造は、幅の小さな防振材２０を配するだけであるから、従来の鉄骨階段に共通した無骨な感じが完全に払拭され、階段空間をすっきりとした雰囲気（外観）に仕上げることが出来る。

また、従来のように幅広の側板がないため、犯罪の一因となる階段の死角が改善される。階段まわりの見通しが良くなるため、犯罪者に対する心理的な抑制が利き、防犯効果を高めることが出来る。

本考案に係る鉄骨階段の防振構造は、以上のような構成に限定されるものではない。次の通りである。

例えば、支持材（１１）まわりの構造は限定されない。踏板（１２）にかかる荷重を踏板（１２）の下方から確実に支持できれば良いからである。支持材１１は丸パイプに限らず、角巻、Ｈ鋼材等を使用できる。支持材１１の数も限定されない。連続成形しても分割成形して結合させても良い。踏板（１２）を支持材（１１）に直接取り付ける場合は、連絡パネル（１７）も省略することが出来る。

手摺り（１５）やフェンス（１６）は本考案の条件ではない。フェンスの有無や手摺りの有無は、安全性には影響するが、防振や防音の点、すなわち本考案の作用効果とは直接の関係がないからである。従って、その外観形状や使用する部材などは前記実施形態のものに限定されない。

連結パネル（１７）を設ける場合でも、その形状は略三角形のものに限定されない。踏板（１２）と支持材（１１）とを確実に連絡して構造強度を必要な範囲内で保証できれば良いからである。

連結パネル（１７）の略中央部に空隙（１９）を設ける旨説明したが、連結パネル（１７）の形状によっては必ずしも空隙を設ける必要はない。共鳴振動が生ずる可能性が少ない形状のものに不必要な空隙を敢えて設ける必要はないからである。その場合でも空隙を設けることによって重量軽減の意味をもたせることは出来るが、重量軽減は本考案の本来目的ではない。空隙（１９）を設ける場合でも、共鳴振動を防止できるかぎり空隙（１９）の形状は限定されない。

同様に、共鳴振動を生じさせない限り、連結パネル（１７）の素材は限定されない。金属、樹脂、木のいずれの素材であっても構わない。荷重伝達と構造強度の確保という本来の機能から云ってもパネル状（板状）のものに限定されない。また連結パネル１７に空隙を設けるにしても、共鳴振動を防止できればよいので、空隙の形状は丸孔に限定されず適宜のパターンでデザイン背形して構わない。

吸振マット（１８）は必ずしも設ける必要はない。踏板（１２）そのものを木板や樹脂板で成形することも出来るからである。また、弾性ゴムを用いた吸振マット（１８）に代えて金属板、樹脂板、木板など適宜の素材で成形した化粧板を踏板（１２）の上に配設しても構わない。

防振材（２０）を構成する横材（２１）と縦材（２５）は、金属板に限らず、その他の材料、例えば、樹脂板、木板を用いても良い。踏板（１２）で発生する振動を、端部で確実に抑えることが出来れば良いからである。素材は限定されない。また形状は板に限定されない。例えば、断面略Ｃ字状、断面Ｕ字状、断面Ｌ字状、断面Ｈ字状、断面コ字状、その他の形状でも板材と同様に、踏板（１２）の振動を上下に分散できるからである。同様な効果は、コストは嵩むが丸管や角管でも達成できる。断面円形ないし断面多角形の管は共振しやすいが、適当箇所に丸孔などの空隙を設けておけば共振による音も発生しないからである。

防振材（２０）を構成する横材（２１）と縦材（２５）は、ボルトのような固定金具を用いて位置調整可能に連結しても良い。その場合は、固定金具を緩めれば階段の傾斜や踏板（１２）の端面寸法に応じて横材（２１）と縦材（２５）の位置調整もできるから、さまざまなタイプの階段にも適用できる。固定金具を挿通する孔部をスリット状に成形しておけば、上下左右方向の位置調整も可能となる。

階段の形状は、下の階から上の階に一直線に伸びる直線状、中間に踊場を設けた往復型（Ｖ字形）、螺旋形などがある。本考案に係る防振材（２０）はいずれのタイプの階段にも適用できる。上の段の踏板と下の段の踏板の端部を、横材（２１）と縦材（２５）とによって構成した防振材（２０）によって相互に連結すれば良いからである。縦材（２５）は、踏板（１２）の端面に配した横材（２１）を連絡して振動を分散すればよいので、必ずしも長手方向が厳密に垂直を呈することを必要としない。縦材（２５）の長手方向の角度がやや傾斜していても防振／防音の作用効果は同じである。

本考案に係る鉄骨階段の防振材を例示する図である。 本考案に係る鉄骨階段の支持材を側面から例示する図である。 本考案に係る鉄骨階段の支持材を正面から例示する図である。 従来の鉄骨階段を例示する図である。

符号の説明

１１ 支持材
１２ 踏板
１５ 手摺り
１６ フェンス
１７ 連絡パネル
１９ 空隙
１８ 吸振マット
２０ 防振材
２１ 横材
２５ 縦材

Claims (4)

1. 鉄骨階段の側面に防振材を設ける構造であって、
   当該防振材は、鉄骨階段の踏板の側面に配する横材と、
   下段の横材と上段の横材とを連絡する略垂直方向の縦材とによって構成することを特徴とする鉄骨階段の防振構造。
2. 防振材は、横材と縦材とを適宜段数一体成形することを特徴とする請求項１記載の鉄骨階段の防振構造。
3. 横材と縦材は、金属、樹脂、木から選択して成形した板材を用いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の鉄骨階段の防振構造。
4. 横材の上下幅と縦材の左右幅は、１〜１０ｃｍとすることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の鉄骨階段の防振構造。

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