JP7066947B2

JP7066947B2 - 階段

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Publication number: JP7066947B2
Application number: JP2018005010A
Authority: JP
Inventors: 崇宏待永; 章西村
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2038-01-16
Also published as: JP2019124039A

Description

本発明は、階段本体に発生する振動を低減する階段に関する。

階段の階段本体にＴＭＤ（Tuned Mass Damper）からなる制振装置を取り付けて、この階段本体に発生する振動を低減する制振方法がある。例えば、特許文献１には、マスと弾性体とを備えた制振装置がブラケットを介して階段梁の側面に取り付けられた制振装置付き階段が開示されている。

このような制振方法においては、階段本体の固有振動数に制振装置の固有振動数を同調させる必要があるが、同調作業が煩雑になる。例えば、バネやゴム等の弾性体に錘が支持されて構成された制振装置において、階段本体の固有振動数に制振装置の固有振動数を同調させようとする場合、弾性体の剛性や錘の質量等の設定によって制振装置の固有振動数を調整する必要があるので、同調作業が煩雑になる。

特開２００７－３０３１４６号公報

本発明は係る事実を考慮し、同調作業が容易な制振装置によって階段本体に発生する振動を低減することを課題とする。

第１態様に係る階段は、傾斜して設けられた傾斜部を有する階段梁と、前記傾斜部に支持された複数の踏板と、を備えた階段本体と、前記傾斜部から延出した棒状の弾性部材と、前記弾性部材に沿って移動可能なマスと、前記マスを前記弾性部材に固定する固定手段と、を備えた制振装置と、を有する。

第１態様に係る階段によれば、マスを弾性部材に沿って移動させて、階段本体の固有振動数と同調する位置にマスを配置するとともに、マスを固定手段により弾性部材に固定して制振装置の固有振動数を設定する。

これにより、階段本体に発生する振動に制振装置のマスが共振して揺れて振動エネルギーを吸収し、階段本体に発生する振動を低減することができる。すなわち、同調作業が容易な制振装置によって階段本体に発生する振動を低減することができる。

第２態様に係る階段は、第１態様に係る階段において、前記弾性部材は、前記傾斜部から横方向へ張り出している。

第２態様に係る階段によれば、弾性部材を階段梁の傾斜部から横方向へ張り出させることにより、弾性部材を上下方向へ延出させた構成と比較して、マスを大きく揺らすことができる。

第３態様に係る階段は、水平部と前記水平部の一端から斜めに屈曲して設けられた傾斜部とを有する階段梁と、前記傾斜部に支持された複数の踏板と、前記水平部に支持された床部と、を備えた階段本体と、前記踏板又は前記床部から延出した棒状の弾性部材と、前記弾性部材に沿って移動可能なマスと、前記マスを前記弾性部材に固定する固定手段と、を備えた制振装置と、を有する。

第３態様に係る階段によれば、マスを弾性部材に沿って移動させて、階段本体の固有振動数と同調する位置にマスを配置するとともに、マスを固定手段により弾性部材に固定して制振装置の固有振動数を設定する。

第４態様に係る階段は、第１～第３態様の何れか１態様の階段において、前記固定手段は、前記弾性部材に形成された雄ネジと、前記雄ネジに螺合され、前記マスの両側から挟み込んで締め付ける一対のナットと、を有する。

第４態様に係る階段によれば、固定手段を、雄ネジと、一対のナットとを有して構成することにより、簡易な機構で、固定手段を構成することができ、マスを弾性部材に確実に固定することができる。

また、固定手段を簡易な機構で構成できるので、低コスト化を図ることができ、階段本体の多くの箇所に制振装置を設置することができる。

本発明は上記構成としたので、同調作業が容易な制振装置によって階段本体に発生する振動を低減することができる。

本発明の実施形態に係る階段を示す斜視図である。図１のＡ－Ａ断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す斜視図である。図９のＢ－Ｂ矢視図である。本発明の実施形態に係る階段のバリエーションを示す斜視図である。図１１のＣ－Ｃ矢視図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る階段について説明する。

図１の斜視図、及び図１のＡ－Ａ断面図である図２に示すように、本実施形態の階段１０は、階段本体１２と、制振装置１４とを有して構成されている。

階段本体１２は、階段梁としてのササラ桁１６、１８と、複数の踏板２０と、踊り場となる床部２２とを備えた、所謂、側桁階段である。踏板２０、床部２２、及びササラ桁１６、１８は、鋼板により形成されている。

階段本体１２の左側に配置されたササラ桁１６は、水平に設けられた水平部２４と、水平部２４の一端から斜め下方へ屈曲することにより傾斜して設けられた傾斜部２８とを有して構成されている。階段本体１２の右側に配置されたササラ桁１８は、水平に設けられた水平部２６と、水平部２６の一端から斜め下方へ屈曲することにより傾斜して設けられた傾斜部３０とを有して構成されている。

踏板２０は、ササラ桁１６の傾斜部２８と、ササラ桁１８の傾斜部３０との間に架設されるようにして、ササラ桁１６の傾斜部２８と、ササラ桁１８の傾斜部３０とに支持されている。

床部２２は、ササラ桁１６の水平部２４と、ササラ桁１８の水平部２６との間に架設されるようにして、ササラ桁１６の水平部２４と、ササラ桁１８の水平部２６とに支持されている。

制振装置１４は、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０の内面に複数取り付けられている。ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０の内面へ取り付けられる制振装置１４の配置や数は、適宜決めればよい。例えば、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０を長さ方向３２に対して傾斜部２８、３０を３等分する位置に、制振装置１４を配置するようにしてもよい。この場合、左側のササラ桁１６の傾斜部２８の内面に２つの制振装置１４が取り付けられ、右側のササラ桁１８の傾斜部３０の内面に２つの制振装置１４が取り付けられて、合計４つの制振装置１４が階段本体１２に設けられていることになる。

図２に示すように、制振装置１４は、棒状の弾性部材としての鋼棒３４と、円盤状のマス３６と、固定手段３８とを備えている。

鋼棒３４は、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０の内面に端部が固定されて、階段本体１２の内側へ向けて（鋼棒３４が固定されたササラ桁１６、１８と対向するササラ桁１８、１６へ向けて）略水平に延出して設けられている。すなわち、鋼棒３４は、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から横方向へ張り出している。

マス３６の中心には、鋼棒３４が挿入可能な大きさの貫通孔（不図示）が形成されており、この貫通孔に鋼棒３４が挿入された状態で、鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）マス３６が移動可能となっている。

固定手段３８は、鋼棒３４の略全長に渡ってこの鋼棒３４に形成された雄ネジ４２と、この雄ネジ４２に螺合され、マス３６の両側から挟み込むとともに雄ネジ４２に締め付けてマス３６を鋼棒３４に固定する一対のナット４４、４６とを有して構成されている。

固定手段３８は、ナット４４を鋼棒３４の末端付近まで移動させるとともに、ナット４６を鋼棒３４の先端付近まで移動させた状態で、マス３６を鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動させて、階段本体１２の固有振動数と同調する位置（階段本体１２の固有振動数と制振装置１４の固有振動数とが同調する位置）にマス３６を配置した後に、ナット４４、４６をマス３６の両側へ移動させてマス３６の両側から挟み込むようにして雄ネジ４２に締め付けて、マス３６を鋼棒３４に固定する。

マス３６の配置を変更する場合には、ナット４４、４６を緩めて、ナット４４を鋼棒３４の末端付近まで移動させるとともに、ナット４６を鋼棒３４の先端付近まで移動させた状態で、マス３６を鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動させて変更する位置に配置した後に、ナット４４、４６をマス３６の両側へ移動させてマス３６の両側から挟み込むようにして雄ネジ４２に締め付けて、マス３６を鋼棒３４に固定する。

次に、本発明の実施形態に係る階段の作用と効果について説明する。

本実施形態の階段１０では、図２に示すように、マス３６を鋼棒３４に沿って移動させて、階段本体１２の固有振動数と同調する位置（階段本体１２の固有振動数と制振装置１４の固有振動数とが同調する位置）にマス３６を配置するとともに、マス３６を固定手段３８により鋼棒３４に固定して制振装置１４の固有振動数を設定する。

これにより、階段本体１２に発生する振動に制振装置１４のマス３６が共振して揺れて振動エネルギーを吸収し、階段本体１２に発生する振動を低減することができる。すなわち、同調作業が容易な制振装置１４によって階段本体１２に発生する振動を低減することができる。

また、本実施形態の階段１０では、図２に示すように、弾性部材としての鋼棒３４を、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から横方向へ張り出させることにより、鋼棒３４を上下方向へ延出させた構成と比較して、マス３６を大きく揺らすことができる。

さらに、本実施形態の階段１０では、図２に示すように、固定手段３８を、雄ネジ４２と、一対のナット４４、４６とを有して構成することにより、簡易な機構で、固定手段３８を構成することができ、マス３６を鋼棒３４に確実に固定することができる。また、固定手段３８を簡易な機構で構成できるので、低コスト化を図ることができ、階段本体１２の多くの箇所に制振装置１４を設置することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図２に示すように、マス３６を鋼棒３４に沿って移動させて、階段本体１２の固有振動数と同調する位置（階段本体１２の固有振動数と制振装置１４の固有振動数とが同調する位置）にマス３６を配置することにより、制振装置１４の固有振動数を設定した例を示したが、鋼棒３４に取り付けるマス３６は複数であってもよい。また、鋼棒３４に取り付けるマス３６の数や大きさ（重量）は、適宜決めればよい。

また、本実施形態では、図２に示すように、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から横方向へ鋼棒３４を張り出して設けた例を示したが、鋼棒３４は、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から延出して設けられていればよい。すなわち、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から斜め方向や上下方向へ延出して鋼棒３４を設けるようにしてもよい。例えば、鋼棒３４を、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０にブラケットを取り付けて、このブラケットに上方向又は下方向へ延出して鋼棒３４を設けるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、図２に示すように、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０の内面に制振装置１４を取り付けた例を示したが、図３の正面断面図に示す階段５８のように、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０の外面に制振装置１４を取り付けてもよい。

図３の階段５８では、鋼棒３４が、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０の外面に端部が固定されて、階段本体１２の外側へ向けて略水平に延出して設けられている。

また、本実施形態では、図２に示すように、制振装置１４を、鋼棒３４、マス３６、及び固定手段３８を有して構成した例を示したが、図４の正面断面図に示す階段６０のように、１つの鋼棒４８によって２つの制振装置１４を構成するようにしてもよい。

図４の階段６０では、ササラ桁１６とササラ桁１８とに貫通させて弾性部材としての鋼棒４８を設け、ササラ桁１６とササラ桁１８とから突出された鋼棒４８の端部５０、５２に、固定用ナット５４、５６を設けることによって、ササラ桁１６とササラ桁１８とに鋼棒４８を固定している。これにより、鋼棒４８の端部５０、５２は、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から外側へ向けて略水平に延出して設けられている。

また、本実施形態の階段１０では、図２に示すように、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０に制振装置１４を取り付けた例を示したが、図５の正面断面図、及び図６の正面断面図に示す階段６２、６４のように、制振装置１４を踏板２０に取り付けるようにしてもよい。

図５に示すように、階段６２は、階段本体１２と、制振装置１４とを有して構成されており、制振装置１４は、踏板２０から延出した棒状の弾性部材としての鋼棒３４と、鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動可能なマス３６と、マス３６を鋼棒３４に固定する固定手段３８とを備えている。

鋼棒３４は、踏板２０の下面に吊下して取り付けられた棒状の支持部材６６に端部が固定されて、支持部材６６から略水平に延出して設けられている。すなわち、鋼棒３４は、支持部材６６から横方向へ張り出している。

図６に示すように、階段６４は、階段本体１２と、制振装置１４とを有して構成されており、制振装置１４は、踏板２０から延出した棒状の弾性部材としての鋼棒３４と、鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動可能なマス３６と、マス３６を鋼棒３４に固定する固定手段３８とを備えている。

鋼棒３４は、踏板２０の下面に端部が固定され、踏板２０の下面から下方へ延出して設けられている。

図５及び図６の階段６２、６４によれば、マス３６を鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動させて、階段本体１２の固有振動数と同調する位置（階段本体１２の固有振動数と制振装置１４の固有振動数とが同調する位置）にマス３６を配置するとともに、マス３６を固定手段３８により鋼棒３４に固定して制振装置１４の固有振動数を設定する。

また、本実施形態の階段１０では、図２に示すように、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０に制振装置１４を取り付けた例を示したが、図７の正面断面図、及び図８の正面断面図に示す階段６８、７０のように、制振装置１４を踊り場となる床部２２に取り付けるようにしてもよい。

図７に示すように、階段６８は、階段本体１２と、制振装置１４とを有して構成されており、制振装置１４は、床部２２から延出した棒状の弾性部材としての鋼棒３４と、鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動可能なマス３６と、マス３６を鋼棒３４に固定する固定手段３８とを備えている。

鋼棒３４は、床部２２の下面に吊下して取り付けられた棒状の支持部材６６に端部が固定されて、支持部材６６から略水平に延出して設けられている。すなわち、鋼棒３４は、支持部材６６から横方向へ張り出している。

図８に示すように、階段７０は、階段本体１２と、制振装置１４とを有して構成されており、制振装置１４は、床部２２から延出した棒状の弾性部材としての鋼棒３４と、鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動可能なマス３６と、マス３６を鋼棒３４に固定する固定手段３８とを備えている。

鋼棒３４は、床部２２の下面に端部が固定され、床部２２の下面から下方へ延出して設けられている。

図７及び図８の階段６８、７０によれば、マス３６を鋼棒３４に沿って（鋼棒３４の軸方向４０に対して）移動させて、階段本体１２の固有振動数と同調する位置（階段本体１２の固有振動数と制振装置１４の固有振動数とが同調する位置）にマス３６を配置するとともに、マス３６を固定手段３８により鋼棒３４に固定して制振装置１４の固有振動数を設定する。

さらに、本実施形態の階段１０では、図１に示すように、側桁階段を構成する階段本体１２に制振装置１４を取り付けた例を示したが、制振装置１４は、シースルー階段や力桁階段等の他の構成の階段本体に備えられた、ササラ桁の傾斜部、踏板、及び踊り場となる床部に取り付けてもよい。

例えば、図９の斜視図に示す階段７２のように、シースルー階段を構成する階段本体７４に備えられた階段梁としてのササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０に、制振装置１４を取り付けるようにしてもよい。

図９のＢ－Ｂ矢視図である図１０に示すように、ササラ桁１６とササラ桁１８とに貫通させて弾性部材としての鋼棒４８を設け、ササラ桁１６とササラ桁１８とから突出された鋼棒４８の端部５０、５２に、固定用ナット５４、５６を設けることによって、ササラ桁１６とササラ桁１８とに鋼棒４８を固定している。これにより、鋼棒４８の端部５０、５２は、ササラ桁１６、１８の傾斜部２８、３０から外側へ向けて略水平に延出して設けられている。

また、例えば、図１１の斜視図に示す階段７６のように、力桁階段を構成する階段本体７８に備えられた階段梁としてのササラ桁８０の傾斜部８４に、制振装置１４を取り付けるようにしてもよい。ササラ桁８０は、水平に設けられた水平部８２と、水平部８２の一端から斜め下方へ屈曲することにより傾斜して設けられた傾斜部８４とを有して構成されている。

図１１のＣ－Ｃ矢視図である図１２に示すように、弾性部材としての鋼棒８６をササラ桁８０の傾斜部８４に貫通させて設け、ササラ桁８０の傾斜部８４から突出された鋼棒４８の端部８８、９０に、固定用ナット５４、５６を設けることによって、ササラ桁８０の傾斜部８４に鋼棒８６を固定している。これにより、鋼棒８６の端部８８、９０は、ササラ桁８０の傾斜部８４から外側へ向けて略水平に延出して設けられている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０、５８、６０、６２、６４、６８、７０、７２、７６階段
１２、７４、７８階段本体
１４制振装置
１６、１８、８０ササラ桁（階段梁）
２０踏板
２２床部
２４、２６、８２水平部
２８、３０、８４傾斜部
３４、４８、８６鋼棒（弾性部材）
３６マス
３８固定手段
４２雄ネジ
４４、４６ナット

Claims

傾斜して設けられた傾斜部を有する階段梁と、前記傾斜部に支持された複数の踏板と、を備えた階段本体と、
前記傾斜部から延出した棒状の弾性部材と、前記弾性部材に沿って移動可能なマスと、前記マスを前記弾性部材に固定する固定手段と、を備えた制振装置と、を有し、
前記傾斜部は、前記踏板の幅方向の一方側と他方側に配置され、
棒状の前記弾性部材は、一方側の前記傾斜部及び他方側の前記傾斜部を貫通し、鉛直方向において一対の前記傾斜部に支持されている階段。
前記弾性部材は、前記傾斜部から横方向へ張り出している請求項１に記載の階段。
前記固定手段は、
前記弾性部材に形成された雄ネジと、
前記雄ネジに螺合され、前記マスの両側から挟み込んで締め付ける一対のナットと、
を有する請求項１又は２に記載の階段。
一方側の前記傾斜部の外側から前記弾性部材に取り付けられる固定用ナットと、
他方側の前記傾斜部の外側から前記弾性部材に取り付けられる他の固定用ナットと、
を有している請求項３に記載の階段。