(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
減衰装置は、設置する場所や建物等に適した減衰力が、振動等による変位により発生するように設置する必要がある。このため、設備機器などの質量体と天井材との間に設けられる減衰装置にあっても適切な減衰力が発生するように調節可能として、より優れた耐震性を備える天井構造が望まれている。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、より優れた耐震性を備える天井構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる目的を達成するために本発明の天井構造は、
構造躯体から吊り下げられた天井材と、
前記構造躯体から吊り下げられた質量体と、
前記天井材と前記質量体との間に介在され、入力された振動により生じる回転動作に伴って前記振動を抑制する制震装置と、
を有し、
前記制震装置は、第1部材と、前記振動により前記第1部材と相対変位する第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との間に設けられた減衰材と、を有し、
前記第1部材が前記天井材と連結されている天井材連結部と前記回転動作の回転中心との間隔、または、前記第2部材が前記質量体と連結されている質量体連結部と前記回転中心との間隔を調節可能であることを特徴とする。
【0007】
このような天井構造によれば、第1部材により天井材と連結される天井材連結部と回転動作の回転中心との間隔を、または、第2部材により質量体と連結される質量体連結部と回転中心との間隔を調節すると、入力された振動により生じる回転動作に伴って振動を抑制する制震装置の回転量を調節することが可能である。このため、質量体と天井材との間に介在された制震装置により振動の減衰力を適切に調節することが可能である。このため、より耐震性に優れた天井構造を提供することが可能である。
【0008】
かかる天井構造であって、
前記制震装置は、
前記第1部材と前記第2部材とが同軸にて回転する回転ダンパーを備え、
前記天井材連結部と前記質量体連結部のうちの一方は固着され、前記天井材連結部と前記質量体連結部のうちの他方はスライド可能かつ回転可能に連結されていることが望ましい。
【0009】
このような天井構造によれば、天井材連結部と質量体連結部のうちの一方が固着され、他方はスライド可能かつ回転可能に連結されているので、振動により生じる回転動作を確実に回転ダンパーの回転として減衰力を発生させることが可能である。
【0010】
かかる天井構造であって、
前記制震装置は、前記第1部材と前記第2部材とが同軸にて回転する回転ダンパーを備え、
前記第1部材は、前記回転中心と前記天井材連結部との間隔を変更可能に前記天井材に連結される第1連結体を有し、
前記第2部材は、前記回転中心と前記質量体連結部との間隔を変更可能に前記質量体に連結される第2連結体を有していることとしてもよい。
【0011】
このような天井構造によれば、天井材に固定される第1連結体が前記回転中心と天井材連結部との間隔を変更可能であり、質量体に固定される第2連結体が回転中心と質量体連結部との間隔を変更可能なので、回転ダンパーにより生じる減衰力をより幅広く調節することが可能である。
【0012】
かかる天井構造であって、
前記回転ダンパーは、前記回転動作の軸方向に複数重ねて備えることが可能であることが望ましい。
【0013】
このような天井構造によれば、回転ダンパーを回転動作の軸方向に複数重ねることにより、より大きな減衰力を備えることが可能である。
【0014】
かかる天井構造であって、
前記制震装置は、
前記第1部材と前記第2部材とが所定方向に相対移動する直動ダンパーを備え、
前記天井材連結部と前記質量体連結部のうちの一方は前記回転中心となるべく回転自在に連結され、前記天井材連結部と前記質量体連結部のうちの他方は、前記一方との間隔を変更すべくスライド可能かつ回転可能に連結されていることとしてもよい。
【0015】
このような天井構造によれば、天井材連結部と質量体連結部のうちの一方が回転中心となるべく回転自在に連結され、他方はスライド可能かつ回転可能に連結されているので、天井材連結部と質量体連結部のうちの他方がスライドすることにより、振動により生じる回転動作にて確実に直動ダンパーを作動させて減衰力を発生させることが可能である。
【0016】
かかる天井構造であって、
前記直動ダンパーは、前記天井材連結部と前記質量体連結部とを繋ぐ方向と交差する方向に複数並べて備えることが可能であることが望ましい。
【0017】
このような天井構造によれば、直動ダンパーを天井材連結部と質量体連結部とを繋ぐ方向と交差する方向に複数並べることにより、より大きな減衰力を備えることが可能である。
【0018】
かかる天井構造であって、
前記制震装置は、前記天井材上に水平に設置されていることが望ましい。
【0019】
このような天井構造によれば、天井裏の限られた狭いスペースであっても天井材に沿うように配置してより耐震性に優れた天井構造を提供することが可能である。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、より優れた耐震性を備える天井構造を提供することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、天井構造の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
【0023】
第1実施形態の天井構造1は、
図1、
図2に示すように、上層の構造躯体2から吊り下げて支持された質量体としての空調装置3が、構造躯体2から吊り下げて支持された天井材4に設けられた開口4aに配置されており、天井材4と空調装置3とが回転ダンパー51を備えた制震装置5により連結されている。
【0024】
天井裏には、水平方向において縦横に格子状に設けられた枠部材6が上層の構造躯体2から垂設された天井用吊りボルト2aにより吊り下げられており、枠部材6の下に板状の天井材4が設けられている。天井材4には、天井カセット型の空調装置3を設置するための矩形状の開口4aが設けられている。
【0025】
空調装置3は、平面視略正方形状の直方体をなす本体部31と、本体部31の下面側に設けられ本体部31が天井材4の開口4aに配置されたときに、開口4aを下から覆うカバー部32とを有している。天井材4の開口4aは、本体部31の外形寸法より大きく、カバー部32の外形寸法より小さく形成されている。
【0026】
本体部31には、上層の構造躯体2から垂設された空調用吊りボルト2bが螺合されて、空調装置3が構造躯体2から吊り下げられている。空調用吊りボルト2bにより吊り下げられた状態で、本体部31が開口4aの内側に配置され、本体部31の側面と天井材4の開口4aの縁とは間隔が空けられている。このとき、空調装置3のカバー部32により開口4aが天井材4の下から覆われており、本体部31の側面と天井材4の開口4aの縁との隙間も隠されている。
【0027】
本体部31の側部にはそれぞれ、本体部31を囲むように断面L字状のアングル材33が設けられており、アングル材33のL字をなす一方の縦板部33aが本体部31の各側面と対向して配置され、縦板部33aの下側の縁から水平方向外側に横板部33bが延出されている。アングル材33は、本体部31の四周を囲み、枠状をなしている。
【0028】
制震装置5は、四周を囲むアングル材33のうちの、平行に配置される2本のアングル材33の横板部33bにおける両端部側に設けられている台座部34の各々と天井材4との間を連結するように4箇所に設けられている。
【0029】
4箇所に設けられた制震装置5は、
図3に示すように、台座部34に固定され減衰材としてのオイルが充填されたケース51aと、ケース51a内に回転自在に収容された円盤状の回転体51bと、を備えた回転ダンパー51を有している。ケース51aには外周部に、台座部34に固定される台座固定部51cが設けられている。尚、図においてはケース51aの一部を省略して内部構造を示している。
【0030】
回転体51bには中央に矩形状の開口51dが設けられており、断面が矩形状をなす回転軸52が固定されてケース51a外に突出されている。突出された回転軸52には、平板状をなし所定方向に長く形成された軸側連結体53が、回転軸52と軸側連結体53の平面とが直交するように固定されている。軸側連結体53には、長手方向に沿って長孔53aが形成されている。軸側連結体53の長孔53aには、天井材4側に設けられ、後述する固定ボルト54が挿通されて、制震装置5と天井材4とが連結されている。第1実施形態では、回転体51b、回転軸52および軸側連結体53が第1部材に相当し、ケース51aが第2部材に相当する。また、固定ボルト54が長孔53aに挿通されて軸側連結体53が回転可能に連結された部位が天井材連結部に相当し、ケース51aが台座部34に固着されて連結されている部位が質量体連結部に相当する。
【0031】
第1実施形態の制震装置5は、空調装置3と天井材4とが地震等により相対変位したときには、軸側連結体53は、固定ボルト54が軸側連結体53の長孔53a内を相対移動しつつ、回転ダンパー51に挿通された回転軸52を中心に回転する。このとき、軸側連結体53と一体となって回転ダンパー51の回転体51bが回転することにより回転ダンパー51による減衰力が発生する。
【0032】
天井材4の上面には、軸側連結体53の長孔53aに挿通される固定ボルト54が固定されるボルト固定部材55が設けられている。ボルト固定部材55は、天井材4の上面と間隔を空けて対面し、所定方向に長く形成されたボルト固定板部55aと、ボルト固定板部55aの短手方向における両縁から垂設され、その下端が互いに対向する側と反体側にそれぞれ延出されて天井材4と対面するフランジ部55bとを有している。ボルト固定板部55aには、固定ボルト54を挿通可能な挿通孔55cが長手方向に沿い、互いに適宜間隔を空けて複数設けられている。平面図においては、フランジ部55bを省略して示している。
【0033】
ボルト固定板部55aに設けられた複数の挿通孔55cの1つには、天井材4側から固定ボルト54が挿通され、上方からナット56により締め付けられて、ねじ部54aが上方に突出するように固定されている。上方に向かって突出された固定ボルト54は、軸側連結体53の長孔53aに挿通され、固定ボルト54の上端側にナット57が螺合されて連結されている。このとき、固定ボルト54には、軸側連結体53の厚みより長いスリーブ状のスペーサー(不図示)が挿通されており、ナット57を締め込んでも軸側連結体53が回転可能に構成されている。また、スペーサーの直径は長孔53aの短手方向の幅より小さく形成されている。
【0034】
制震装置5は、空調装置3が構造躯体2から吊り下げられ天井材4に形成された開口4aの中央に配置され、回転ダンパー51が台座部34に固定された状態で、軸側連結体53の長手方向とボルト固定部材55の長手方向とが重なるとともに、回転ダンパー51が固定された台座部34を備えたアングル材33と45度の角度をなすように配置されている。このとき、空調装置3に取り付けられる4つの制震装置5が有する軸側連結体53及びボルト固定部材55がほぼ放射状に延びるように配置され、かつ、軸側連結体53とボルト固定部材55のボルト固定板部55aとが天井材4とほぼ平行、すなわち水平方向に沿って配置されている。
【0035】
第1実施形態の制震装置5は、ボルト固定部材55に設けられた複数の挿通孔55cにおける、軸側連結体53が連結される固定ボルト54の位置により、発生する減衰力が相違する。
【0036】
より具体的には、軸側連結体53の長手方向とボルト固定部材55の長手方向とが同方向に沿って配置され、軸側連結体53と天井材4とは空調装置3側から4番目の挿通孔55cに固定された固定ボルト54により連結して設置された状態で、地震等により天井材4が空調装置3に対して、
図4に示すように相対変位したとする。このとき、固定ボルト54により軸側連結体53は回転ダンパー51の回転軸52を中心に回転し、設置された状態から軸側連結体53が角度A回転する。このとき、軸側連結体53と一体をなす回転体51bが回転して、回転量に対応する減衰力が発生する。
【0037】
次に、軸側連結体53と天井材4とが空調装置3側から2番目の挿通孔55cに固定された固定ボルト54により連結して設置された状態で、地震等により天井材4が空調装置3に対して、
図4と同様に相対変位したとする。このとき、固定ボルト54により軸側連結体53は回転ダンパー51の回転軸52を中心に回転し、
図5に示すように設置された状態から軸側連結体53が角度Aより大きく角度B回転する。このとき、空調装置3側から2番目の挿通孔55cに固定された固定ボルト54により連結された場合の方が、大きく回転し大きな減衰力が発生する。
【0038】
このように、第1実施形態の制震装置5は、軸側連結体53と天井材4とが、より空調装置3側の挿通孔55cに固定された固定ボルト54により連結されると、より大きな減衰力を発生し、より空調装置3と反対側の挿通孔55cに固定された固定ボルト54により連結されると、より小さな減衰力を発生するように構成されている。このため、軸側連結体53と天井材4とを連結する固定ボルト54の位置を、ボルト固定部材55に設けられている複数の挿通孔55cのいずれかに差し替えて変更することにより、発生する減衰力を調節することが可能である。
【0039】
このため、天井連結部となる固定ボルト54と回転動作の回転中心となる回転軸52との間隔を調節すると、入力された振動により生じる回転動作に伴って振動を抑制する制振装置5が備える回転ダンパー51の回転量を調節することが可能である。このため、空調装置3と天井材4との間に介在された制振装置5により振動の減衰力を適切に調節することが可能である。そして、より優れた耐震性を備える天井構造1を提供することが可能である。
【0040】
また、質量体連結部となる回転ダンパー51のケース51aと台座部34とを固着し、天井連結部となる固定ボルト54と軸側連結体53との連結部をスライド可能かつ回転可能に連結したので、振動により生じる回転動作を確実に回転ダンパー51の回転として減衰力を発生させることが可能である。
【0041】
また、回転自在に軸側連結体53と連結された固定ボルト54は、軸側連結体53の長孔53aに沿ってスライドするので、固定ボルト54と軸側連結体53とを滑らかに相対移動させて効率良く回転ダンパー51の減衰力に変換することが可能である。
【0042】
上記実施形態においては、回転ダンパー51のケース51aを台座部34に直に固定し、回転体51b側に設けられた軸側連結体53とボルト固定部材55との連結部のみ調整可能としたが、これに限るものではない。例えば、
図6に示すように、ケース51aを所定方向に長いケース側連結体58に固定し、台座部34の天井材4側から挿通された固定ボルト54にケース側連結体58を回転自在に連結しても良い。この場合には、例えば、第1連結体としての軸側連結体53及び第2連結体としてのケース側連結体58の各々に固定ボルト54が挿通される固定孔53b、58aを、長手方向に沿い適宜間隔を空けて複数備えておき、固定ボルト54を挿通する位置を変更することにより、固定ボルト54と回転軸52との間隔を変更可能に構成しておく。これにより、固定ボルト54と回転軸52との間隔を変更させて、地震等により天井材4と空調装置3とが相対変位した際に回転ダンパー51が回転する角度を変更することが可能である。本実施形態では、回転体51b、回転軸52および軸側連結体53が第1部材に相当し、ケース51aおよびケース側連結体58が第2部材に相当する。また、軸側連結体53が固定ボルト54に回転可能に連結された部位が天井材連結部に相当し、ケース側連結体58が台座部34に回転可能に連結されている部位が質量体連結部に相当する。
【0043】
また、本実施形態の制震装置5は、ボルト固定部材55における固定ボルト54の位置を変更することによっても、設置された状態における軸側連結体53とケース側連結体58とがなす角度を調節することができる。このため、より精度良く減衰力を調節することが可能である。
【0044】
また、
図7に示すように、回転ダンパー51を単一の回転軸52に複数挿通させると共に各ケース51aを固定することにより、同一の回転量であってもより大きな減衰力を発生させることが可能である。
【0045】
第1実施形態においては、制震装置5が回転ダンパー51を備えている例について説明したが、これに限らず、例えば、
図8に示すように、ピストン71とシリンダー72との間に減衰材をなすオイルが充填された直動ダンパー7を備えた天井構造1であっても構わない。直動ダンパー7を備えた天井構造1を第2実施形態として説明する。
【0046】
第2実施形態の天井構造1は、第1実施形態における軸側連結体53の、回転体51bと回転軸52にて繋がっていた側の端部を台座部34に直接回転自在に連結し、ボルト固定部材55に固定された固定ボルト54を長孔53aに挿通させてねじ部を上方に突出させる。軸側連結体53には、直動ダンパー7の直動方向を軸側連結体53の長手方向に沿わせて配置し、シリンダー72側の端部を軸側連結体53に固着し、ピストン71側の端部にブラケット59を介して固定ボルト54に回転自在に連結する。
【0047】
第2実施形態の制震装置5も、ボルト固定部材55に設けられた複数の挿通孔55cにおける、軸側連結体53が連結される固定ボルト54の位置により、発生する減衰力が相違する。
【0048】
軸側連結体53の長手方向とボルト固定部材55の長手方向とが同方向に沿って配置され、軸側連結体53と天井材4とは空調装置3と反対側から2番目の挿通孔55cに固定された固定ボルト54により連結して設置された状態で、地震等により天井材4が空調装置3に対して、
図8に示すように相対変位したとする。このとき、固定ボルト54により軸側連結体53は台座部34との連結部を中心に回転し、設置された状態から軸側連結体53が角度C回転する。このとき、軸側連結体53に設けられている直動ダンパー7のピストン71がシリンダー72に対して伸縮し、直動ダンパー7の伸縮量に対応する減衰力が発生する。
【0049】
このとき、軸側連結体53が連結される固定ボルト54の位置により、軸側連結体53が回転する角度が相違し、角度の相違に伴って直動ダンパー7の伸縮量が変化する。このため、軸側連結体53と天井材4とを連結する固定ボルト54の位置を、ボルト固定部材55に設けられている複数の挿通孔55cのいずれかに差し替えて変更することにより、発生する減衰力を調節することが可能である。第2実施形態では、固定ボルト54に取り付けられたブラケット59が第1部材に相当し、軸側連結体53が第2部材に相当する。また、固定ボルト54に取り付けられたブラケット59がスライド及び回転可能に連結されている部位が天井材連結部に相当し、軸側連結体53が台座部34に回転可能に連結された部位が質量体連結部に相当する。
【0050】
第2実施形態の天井構造1によれば、軸側連結体53の一方の端部を、回転中心となるべく回転自在に台座部34に直接連結し、ボルト固定部材55側はスライド可能に連結しているので、固定ボルト54に設けられたブラケット59がスライドすることにより、振動により生じる回転動作にて確実に直動ダンパー7を作動させて減衰力を発生させることが可能である。
【0051】
また、天井材4側の連結部をなす固定ボルト54の移動を効率良く直動ダンパー7の減衰力に変換することが可能である。
【0052】
また、回転自在に軸側連結体53と連結された固定ボルト54が軸側連結体53の長孔53aに沿ってスライドするので、固定ボルト54と軸側連結体53との相対移動を効率良く直動ダンパー7の減衰力に変換することが可能である。
【0053】
また、直動ダンパー7を、固定ボルト54と台座部34側の連結部とを繋ぐ方向と交差する方向に複数並べることにより、より大きな減衰力を備えることが可能である。
【0054】
また、制震装置5は、軸側連結体53及びボルト固定部材55を天井材4とほぼ平行となる水平方向に沿って配置されているので、天井裏の限られた狭いスペースであっても、より耐震性に優れた天井構造1を容易に配置することが可能である。
【0055】
上記実施形態においては、質量体を空調装置3としているが、これに限らず、質量体を、例えば、音響機器や照明機器等としてもよい。
【0056】
また、上記実施形態においては、1つの空調装置3に対して4つの制震装置5を設けているが、制震装置5の数はこれに限るものではない。
【0057】
上記実施形態においては、制震装置5を減衰材としてオイルを用いたオイルダンパーとした例について説明したが、これに限らず、例えば、ガスダンパー、摩擦ダンパー、或いはこれらを組み合わせたもの等であっても構わない。
【0058】
また、上記実施形態においては、回転ダンパー51が台座部34に固定された状態で、軸側連結体53及びボルト固定部材55の長手方向が、アングル材33と45度の角度をなすように配置されている例について説明したが、これに限らず、軸側連結体53及びボルト固定部材55の長手方向とアングル材33とがなす角度は45度以外の角度であっても構わない。
【0059】
また、上記実施形態においては、制震装置5を天井材4に沿うように配置した例について説明したが、これに限らず、天井材と所定角度をなすように設けても構わない。
【0060】
また、上記実施形態においては、天井連結部側をスライド可能な構成としたが、質量体連結部側をスライド可能な構成としても構わない。
【0061】
以上、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。