(57)【要約】【課題】簡単な構造で、建物に入力された微振動から高振動までの振動エネルギーを吸収できる振動減衰材を提供する。【解決手段】振動減衰材１は、骨組２に外装材３が設けられる住宅に用いられる。肉厚が厚い第２の減衰ゴム層１２の両側に、肉厚が薄い第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂが加硫接着により一体化されている。第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂには、小振動のエネルギーを吸収する低弾性のゴムが、第２の減衰ゴム層１２には、中〜大振動のエネルギーを吸収する高弾性のゴムが使用される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨組の外側に外装材が取り付けられる住宅において、前記骨組と外装材との間に取付固定して用いられる振動減衰材であって、
軟質の減衰ゴム材からなり小振動のエネルギを吸収する第１の減衰ゴム層と、硬質の減衰ゴム材からなり大振動のエネルギを吸収する第２の減衰ゴム層とが積層されてなる積層ゴム構造を有することを特徴とする振動減衰材。
【請求項２】
前記積層ゴム構造は、前記第２の減衰ゴム層の両側に前記第１の減衰ゴム層が設けられるものであり、
前記各第１の減衰ゴム層の、前記第２の減衰ゴム層とは反対側の面に、前記第１及び第２の減衰ゴム層より面積が広い高剛性部材が接着により固定され、前記高剛性部材の、前記第１の減衰ゴム層との接着部分を除く部分が、前記骨組あるいは外装材への、固定具による取付部となる構成とされていることを特徴とする請求項１記載の振動減衰材。
【請求項３】
前記積層ゴム構造は、前記第２の減衰ゴム層の両側に前記第１の減衰ゴム層が設けられるものであり、
前記第２の減衰ゴム層は、内部に高剛性部材が埋設されていることを特徴とする請求項１記載の振動減衰材。
【請求項４】
前記第１の減衰ゴム層の一方の側から、前記第２の減衰ゴム層を経て前記高剛性部材付近まで延びる取付孔が設けられ、
前記取付孔を通じて固定具を適用することで、前記第１の減衰ゴム層の他方の側に前記骨組が固定される一方、前記第１の減衰ゴム層の一方の側から、別の固定具にて前記高剛性部材に前記外装材が固定されることを特徴とする請求項３記載の振動減衰材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨組に外装材が設けられる（木造、鉄骨構造の）小規模住宅において、前記骨組と外装材との間に取付固定して用いられる振動減衰材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、骨組（フレーム）に外装材が設けられる住宅においては、外装材が釘、ボルトなどの固定具を使用して、骨組と出来るだけ一体化させることで、耐震性能を確保するのが一般的である。
【０００３】
そのように一体化させるだけでは、振動を減衰させる効果はない。そこで、住宅に入力される振動エネルギーを減衰させたいという要求がある。
【０００４】
そこで、変形能力の大きい材料で建築した場合においても優れた制振性能を発揮することが可能なるように、柱、間柱、梁などの線材と、耐火ボードなど面材との組み合わせにより形成された建物において、柱および間柱と耐火ボードとのなす接合面に粘弾性体を介在させた状態で、これらを固定するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−０６１３１６号公報（段落００２４〜００２６及び図１，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
戸建て木造住宅を含めた小規模住宅は、風、交通振動、小規模の地震などの比較的小さな振動から、大地震などの大きな振動まで幅広い振動の影響を受けるが、前記特許文献１に記載のものでは、柱および間柱と耐火ボードとのなす接合面に介在させる粘弾性体は、オレフィン系、ポリエステル系、スチレン系、アクリル系などの単一材料からなるもので、減衰機能はその材料に大きく依存し、対応範囲が狭い。つまり、比較的小さな振動から、大地震などの大きな振動まで幅広い振動に対応することができない。
【０００６】
発明者は、木造、小規模鉄骨構造における外装材（外壁）の耐力と剛性とは、図６に示すように、骨組（フレーム）の少なくとも３倍近い能力を有し、外装材一体の方が骨組のみの場合と比較して、耐力、剛性共に３倍以上の能力を有していることを確認した。
【０００７】
そこで、発明者は、外装材と骨組（フレーム）との剛性の相違に着目し、建物の振動時において両者がずれることから、外装材の固定具（釘、木ねじ、ボルトなど）で骨組に固定（結合）する部分に、エネルギー吸収能力の高い減衰材を配置すれば、外装材と骨組とがずれる際に、前記減衰材が振動エネルギーを吸収できることを見出した。そして、減衰材を、軟質の減衰ゴム材と硬質の減衰ゴム材とを積層して構成すれば、微振動から高振動までの振動減衰に対応できることに着想し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
本発明は、簡単な構造で、建物に入力された微振動から高振動までの振動エネルギーを吸収できる振動減衰材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】
【０００９】
請求項１の発明は、骨組の外側に外装材が取り付けられる住宅において、前記骨組と外装材との間に取付固定して用いられる振動減衰材であって、軟質の減衰ゴム材からなり小振動のエネルギを吸収する第１の減衰ゴム層と、硬質の減衰ゴム材からなり大振動のエネルギを吸収する第２の減衰ゴム層とが積層されてなる積層ゴム構造を有することを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、積層ゴム構造を構成する第１及び第２の減衰ゴム層の協働作用によって、風、交通振動、小規模の地震などの比較的小さな振動から、大地震などの大きな振動まで幅広く振動エネルギーを吸収することができる。つまり、比較的小さな振動のエネルギーは、主として軟質の減衰ゴム材からなる第１の減衰ゴム層によって吸収され、大きな振動のエネルギーは、主として硬質の減衰ゴム材からなる第２の減衰ゴム層によって吸収される。
【００１１】
その場合、請求項２に記載のように、前記積層ゴム構造は、前記第２の減衰ゴム層の両側に前記第１の減衰ゴム層が設けられるものであり、前記各第１の減衰ゴム層の、前記第２の減衰ゴム層とは反対側の面に、前記第１及び第２の減衰ゴム層より面積が広い高剛性部材が接着により固定され、前記高剛性部材の、前記第１の減衰ゴム層との接着部分を除く部分が、前記骨組あるいは外装材への、固定具による取付部となる構成とされている構成とすることができる。ここで、高剛性部材としては、金属材料、樹脂材料などの高剛性部材料が用いられる。
【００１２】
このようにすれば、外装材に高剛性部材の一方が、骨組に高剛性部材の他方が取付固定されるので、外装材と骨組との応力伝達すべてを、第１及び第２の減衰ゴム層からなる積層ゴム構造を通じて行うようになり、第１及び第２の減衰ゴム層が効果的に機能を発揮することができ、大きな減衰効果が得られる。
【００１３】
請求項３に記載のように、前記積層ゴム構造は、前記第２の減衰ゴム層の両側に前記第１の減衰ゴム層が設けられるものであり、前記第２の減衰ゴム層は、内部に高剛性部材が埋設されている構成とすることも可能である。
【００１４】
このようにすれば、振動減衰材自体の剛性が確保され、また、骨組あるいは外装材への取り付けに高剛性部材を利用することができ、取り付けが確実かつ容易となる。
【００１５】
請求項４に記載のように、前記第１の減衰ゴム層の一方の側から、前記第２の減衰ゴム層を経て前記高剛性部材付近まで延びる取付孔が設けられ、前記取付孔を通じて固定具を適用することで、前記第１の減衰ゴム層の他方の側に前骨組が固定される一方、前記第１の減衰ゴム層の一方の側から、別の固定具にて前記高剛性部材に前記外装材が固定される構成とすることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、取付孔を通じて固定具を適用することで高剛性部材を骨組に固定することができるので、骨組に一旦取付固定した状態で外装材を従来と同様に施工することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように構成したから、本発明は、軟質の減衰ゴム材からなり小振動のエネルギを吸収する第１の減衰ゴム層と、硬質の減衰ゴム材からなり大振動のエネルギを吸収する第２の減衰ゴム層とが積層されてなる積層ゴム構造によって、風、交通振動、小規模の地震などの比較的小さな振動から、大地震などの大きな振動まで幅広く振動エネルギーを吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る振動減衰材の一実施の形態を示す概略断面図である。
【００２０】
図１に示すように、振動減衰材１は、一定の厚さを有するブロック状で、骨組２に外装材３が設けられる（木造、鉄骨構造の）小規模住宅において、骨組２と外装材３との間に、釘などの固定具４を用いて取付固定して用いられるものである。この固定具４は、振動減衰材１を厚さ方向において貫通することで取付固定される。
【００２１】
振動減衰材１は、軟質の減衰ゴム材からなり小振動のエネルギを吸収する２つの第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂと、硬質の減衰ゴム材からなり大振動のエネルギを吸収する第２の減衰ゴム層１２とが積層されてなる三層構造とされる。つまり、肉厚が厚い第２の減衰ゴム層１２の両側に肉厚が薄い第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂが設けられ、加硫接着により一体化された三層の積層ゴム構造として構成される。ここで、第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂを構成する軟質の減衰ゴム材としては、ポリウレタンゴム、低硬度ゴムなどの低弾性（Ｇ＝０．００５〜０．３５N/mm2）のゴムが用いられる。第２の減衰ゴム層１２を構成する硬質の減衰ゴム材としては、高減衰ゴムなどの高弾性（Ｇ＝０．３〜２．０N/mm2）のゴムが用いられる。
【００２２】
このように構成すれば、住宅の振動時に、骨組２と外装材３とがそれらの剛性の相違からズレ（相対変形）を生じようとするが、それらの間に設けられている振動減衰材１によって、住宅（建物）に入力された振動エネルギーが吸収される。この場合、振動減衰材１は、単一材料からなる減衰ゴムで構成されるのではなく、小振動のエネルギを吸収する第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂと、大振動のエネルギを吸収する第２の減衰ゴム層１２との三層の積層ゴム構造（ハイブリッド構造）としているので、それらゴム層１１Ａ，１１Ｂ，１２の協働作用によって、風、交通振動、小規模の地震などの比較的小さな振動から、大地震などの大きな振動まで幅広く振動エネルギーを吸収することができる。つまり、比較的小さな振動のエネルギーは、主として軟質の減衰ゴム材からなる第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂによって吸収され、大きな振動のエネルギーは、主として硬質の減衰ゴム材からなる第２の減衰ゴム層１２によって吸収される。
【００２３】
また、骨組２と外装材３とは、地震時などにおいて、振動エネルギーが入力されると、図２及び図３に示すように、それらの間にズレが生じる。つまり、図２（ａ）（ｂ）は縦長の外装材３Ａ（サイディング・合板など）が骨組２Ａの横胴縁２ａ（貫）に取付固定されている場合で、通常時には、図２（ａ）に示す状態にあるが、地震時などにおいては、図２（ｂ）に示すように、外装材３Ａと骨組２Ａとの間にズレ（相対変形）が生じ、外装材３Ａの境界でせん断力が生じる。よって、この境界部分であって外装材３Ａの骨組２Ａへの取付部分に振動減衰材１Ａを設けることで、振動エネルギーが効果的に吸収される、と考えられる。なお、外装材の幅が狭いと、剛性は低いが、変形の能力は大きくなるので、振動減衰材１Ｂによる減衰効果はより有効となる。一方、図３（ａ）（ｂ）に横長の外装材３Ｂが骨組２Ｂの縦胴縁２ｂ（柱）に取付固定されている場合で、通常時には、図３（ａ）に示す状態にあるが、地震時などにおいては、図３（ｂ）に示すように、外装材３Ｂと骨組２Ｂとの間にズレ（相対変形）が生じる。よって、外装材３Ｂの骨組２Ｂへの取付部分に振動減衰材１Ｂを設けることで、同様に、振動エネルギーが効果的に吸収される、と考えられる。なお、実際には、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す変形が複合された複雑な変形特性と示す。また、前記振動減衰材は、柱、胴縁（貫）に部分的に設けることはもちろん、それらの全面にわたって貼り付けて使用することも可能である。
【００２４】
前記実施の形態では、減衰ゴム材のみで構成し外装材３を取付固定するための固定具４の長さを長くして、その固定具４にて外装材３と一緒に振動減衰材１を骨組２に対し取付固定するようにしているが、骨組や外装材の取り付けを考慮して、例えば図４（ａ）（ｂ）に示すように、各第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂの、第２の減衰ゴム層１２とは反対側の面に、第１及び第２の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂより面積が広い高剛性部材１３Ａ，１３Ｂ（例えば鋼板）が接着により固定される構成の振動減衰材１’とすることも可能である。この場合には、高剛性部材１３Ａ，１３Ｂの、第１の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂとの接着部分を除く部分が、骨組２あるいは外装材３への、固定具４Ａ，４Ｂによる取付部となる構成とされる。
【００２５】
この場合には、高剛性部材１３Ｂを固定具４Ｂにて骨組２に取付固定した後、外装材３を別の高剛性部材１３Ａに固定具４Ａにて取付固定することで、骨組２と外装材３との間に、振動減衰材１’を介在させることができ、外装材３と骨組２との応力伝達すべてを、第１及び第２の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂ，１２からなる積層ゴム構造を通じて行うことができるようになる。よって、第１及び第２の減衰ゴム層１１Ａ，１１Ｂ，１２全体が減衰機能を発揮するので、大きな減衰効果が得られる。
【００２６】
また、図５（ａ）（ｂ）に示すように、高剛性部材１３Ｃを内蔵する振動減衰材１”とすることも可能である。つまり、２つの第１の減衰ゴム層１１Ａ’，１１Ｂ’の一方の減衰ゴム層１１Ａ’の側から、第２の減衰ゴム層１２’を経て高剛性部材１３Ｃ付近まで延びる取付孔１４（外装材３の孔３ｄ、第１の減衰ゴム層１１Ａ’の孔１１ａ及び第２の減衰ゴム部材１２’の孔１２ａからなる取付孔１４）が設けられている。そして、その取付孔１４を通じて固定具１５Ｂを適用することで、第１の減衰ゴム層１１Ａ’，１１Ｂ’のうちの他方の減衰ゴム層１１Ｂ’の側に骨組２が固定される一方、第１の減衰ゴム層１１Ａ’，１１Ｂ’の一方の減衰ゴム層１１Ａ’の側から、別の固定具１５Ａにて高剛性部材１３Ｃに外装材３が固定される。ここで、各部の寸法は、振動減衰材１”を取り付ける骨組や外装材によって適宜変更されるが、例えば、Ｌ１＝２〜３ｍｍ，Ｌ２＝５ｍｍ，Ｌ３＝１ｍｍである（図５（ｂ）参照）。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る振動減衰材の一実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は縦長の外装材が骨組の横胴縁（貫）に取付固定されている場合の説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は横長の外装材が骨組の縦胴縁（柱）に取付固定されている場合の説明図である。
【図４】本発明に係る振動減衰材の、他の実施の形態を示し、（ａ）は取り付け状態を示す概略断面図、（ｂ）は振動減衰材の説明図である。
【図５】本発明に係る振動減衰材の、別の実施の形態を示し、（ａ）は取り付け状態を示す概略断面図、（ｂ）は振動減衰材の説明図である。
【図６】外装材と一体構造の場合とフレームのみの場合とについての、頂部水平変位と載荷水平荷重との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、１’、１”    振動減衰材
２    骨組
３    外装材
５    固定具
１１Ａ，１１Ａ’，１１Ｂ，１１Ｂ’    第１の減衰ゴム層
１２    第２の減衰ゴム層
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ    高剛性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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