JP2000356244A - 浮き床防振装置 - Google Patents

浮き床防振装置

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JP2000356244A
JP2000356244A JP11168259A JP16825999A JP2000356244A JP 2000356244 A JP2000356244 A JP 2000356244A JP 11168259 A JP11168259 A JP 11168259A JP 16825999 A JP16825999 A JP 16825999A JP 2000356244 A JP2000356244 A JP 2000356244A
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JP
Japan
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elastic body
spring constant
load
vibration
floating floor
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JP11168259A
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English (en)
Inventor
Shigeki Wataya
重規 綿谷
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Fujita Corp
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Fujita Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮き床2上の荷重が大きく変化する場合でも
所定の防振性能が得られ、しかも耐久性の優れた浮き床
防振装置を提供する。 【解決手段】 床スラブ1の上に支持部材2を介して浮
き床3が浮上支持されている。支持部材2は、鉛直方向
に直列三段に重ねて配置された弾性体21〜23と、上
段と中段の弾性体21,22の間に介在された第一プレ
ート25と、中段と下段の弾性体22,23の間に介在
された第二プレート26とを備える。上段の弾性体21
が最もばね定数が小さく、下段の弾性体23が最もばね
定数が大きく、中段の弾性体22がその中間のばね定数
となっている。第一プレート25には、上段の弾性体2
1の圧縮量を制限する第一ストッパ25aが、また第二
プレート26には、上段の弾性体21の圧縮量が制限さ
れる設定荷重よりも大きな設定荷重で中段の弾性体22
の圧縮量を制限する第二ストッパ26aが形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物の上階の振動
や騒音が下階に伝搬するのを防止するための浮き床防振
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上階が多目的ホール、下階が居室となっ
ているような建物においては、上階の振動や騒音が下階
に伝搬するのを防止するための技術として、従来から、
例えば図4に示されるような浮き床防振装置が知られて
いる。すなわちこの浮き床防振装置は、床スラブ101
の上に、水平方向所定間隔で配置した防振ゴム102を
介して浮き床103を浮上状態に支持してなる構造を有
する。
【0003】上記浮き床防振装置は、防振ゴム102の
ばね定数kと、浮き床103及びその上の設置物等、前
記防振ゴム102により支持される質量Mとによって振
動系が構成され、その固有振動数ωは次式(1)で与
えられる。
【数1】
【0004】そして、浮き床103に強制振動Fを与
えた場合に、防振ゴム102を介して床スラブ101に
伝達される振動をFとすると、前記防振ゴム102に
おける振動伝達率τはF/Fである。また、前記強
制振動Fの振動数をω、防振ゴム102とそれに支持
される質量Mとによる振動系の固有振動数をωとする
と、前記振動伝達率τは、次式(2)で与えられる。
【数2】 なお、この(2)式におけるηは損失係数と呼ばれ、防
振ゴム102が変形を受けた時の内部摩擦により熱とし
て消費される運動エネルギの損失の大きさを表すもので
ある。
【0005】図5は、振動系の固有振動数ωが15H
zの場合の振動伝達レベルの増減量と振動数との関係を
示すものである。なお、この図の縦軸における振動減衰
量は、20 logτで求められる。この図から明らかなよ
うに、ω/ωが2の平方根よりも小さい振動数領域で
は、系の共振によって振動伝達レベルが増大するが、ω
/ωが2の平方根よりも大きい振動数領域では、振動
減衰効果が振動数と共に増大する。言い換えれば、振動
系の固有振動数ωが強制振動の振動数ωよりも低いほ
ど、すなわち防振ゴム102のばね定数が小さいほど、
優れた振動絶縁性を発揮することができる。
【0006】したがって、防振ゴム102のばね定数k
を決定するにあたっては、その設置個数と、これに支持
される浮き床103及びその上に設置される備品、機
材、入場者等の総荷重から、一個あたりの防振ゴム10
2が負担する荷重(質量)を求め、その値に基づいて、
ω/ωが2の平方根よりも十分大きくなるように、上
記(1)式により前記ばね定数kが求められる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の浮き床防振装置によると、例えば多目的ホール等の
場合は、音楽会、講演会、自動車の展示会といった催事
の種類や、入場者数等によって、防振ゴム102が受け
る総荷重が変動するため、固有振動数ωが大きく変化
する。このような場合は、前記総荷重の平均値や頻度の
多い荷重値を想定して防振ゴム102のばね定数が決定
されるが、前記総荷重が、想定された値よりも小さいと
振動系の固有振動数ωが高くなるので、防振対象の振
動に対する減衰性能が小さくなってしまい、逆に前記総
荷重が大きくなると、防振ゴム102が過大な圧縮変形
を受けることにより破損したり、永久変形等の劣化を来
してしまう問題があった。
【0008】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題は、浮き床上の荷重が
大きく変化する場合でも所定の防振性能が得られ、しか
も耐久性の優れた浮き床防振装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る浮き床防振装置は、浮き床上の荷重の増減
に応じてばね定数が段階的に変化することによって、ほ
ぼ一定の防振性能を維持できるようにしたもので、床ス
ラブの上に平面方向所定間隔で設置された支持部材を介
して浮き床が浮上状態に支持され、前記支持部材が、荷
重の方向に対して直列に配置され互いにばね定数の異な
る複数の弾性体と、これら各弾性体間に挟装されたプレ
ートからなり、前記プレートに、その両側の弾性体のう
ち相対的にばね定数の小さい弾性体の圧縮量を制限する
ストッパが形成された構成を備える。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る浮き床防振
装置の好ましい一実施形態を示すものであって、符号1
はコンクリート建築物における床スラブ、2は床スラブ
1上に所定間隔で設置された支持部材(図では一個のみ
示される)、3はこの支持部材2を介して前記床スラブ
1上に浮上支持されたコンクリート版等からなる浮き
床、4はこの浮き床3の表面に敷設されたタイルあるい
はリノリウム等の床面表装材である。
【0011】支持部材2は、鉛直方向に直列三段に重ね
て配置された弾性体21〜23と、上段の弾性体21の
上面に設けられた金属板等からなるスペーサ24と、上
段の弾性体21と中段の弾性体22の間に介在された金
属板等からなる第一プレート25と、前記中段の弾性体
22と下段の弾性体23の間に介在された金属板等から
なる第二プレート26とからなる。前記各弾性体21〜
23は、例えば振動減衰性に優れたゴム材(防振ゴム)
からなるものであって、その成形と同時に、前記スペー
サ24、第一及び第二プレート25,26と一体的に加
硫接着されたものである。
【0012】ゴム材のばね定数は、荷重方向に対する厚
さが小さいほど、また荷重方向と直交する面の断面積が
大きいほど高くなる。そして、この実施形態において
は、上段の弾性体21の断面積が最も小さく、下段の弾
性体23の断面積が最も大きく形成されており、これに
よって、上段の弾性体21が最もばね定数が小さく、下
段の弾性体23が最もばね定数の大きいものとなってい
る。
【0013】第一プレート25の外縁には、ばね定数の
最も小さい上段の弾性体21の外周側を包囲するように
上方へ延びる第一ストッパ25aが形成されている。こ
の第一ストッパ25aは、前記上段の弾性体21の鉛直
方向に対する最大圧縮量を、その荷重/変位特性が線形
を示す範囲に制限するもので、第一ストッパ25aにお
ける第一プレート25の上面からの高さhとスペーサ
24の肉厚tとの差h−tが、ばね定数の最も小
さい前記上段の弾性体21を圧縮した時の最小肉厚に相
当するものである。
【0014】第二プレート26の外縁には、上段の弾性
体21よりばね定数が大きく下段の弾性体23よりばね
定数が小さい中段の弾性体22の外周側及び第一ストッ
パ25aの下部外周側を包囲するように上方へ延びる第
二ストッパ26aが形成されている。この第二ストッパ
26aは、前記中段の弾性体22の鉛直方向に対する最
大圧縮量を、その荷重/変位特性が線形を示す範囲に制
限するもので、第二ストッパ26aにおける第二プレー
ト26の上面からの高さh2は、第一ストッパ25aの
高さhと第一プレート25の肉厚tとの和よりも大き
く、その差、すなわちh−(h+t)が、前記中
段の弾性体22を圧縮した時の最小肉厚に相当するもの
である。
【0015】また、ばね定数が中程度である中段の弾性
体22をその最小肉厚まで圧縮するのに必要な荷重(第
二設定荷重)Wは、ばね定数の最も小さい上段の弾性
体21を第一ストッパ25aで規定される最小肉厚まで
圧縮するのに必要な荷重(第一設定荷重)Wよりも高
く設定されている。
【0016】したがって一個あたりの支持部材2が負担
する荷重(以下、分担荷重という)Wが、第一設定荷重
よりも小さく、想定される最小値にある状態では、
図1に示されるように、第一ストッパ25aの上端が浮
き床3の下面から適当な隙間をもって離れており、かつ
第二ストッパ26aの上端が、前記第一ストッパ25a
の上端よりも低位置にある。
【0017】すなわちこの状態では、荷重方向に対して
直列である全ての弾性体21〜23が自由変形可能な状
態にあることから、支持部材2のばね定数kが最も小さ
いものとなり、この支持部材2が受ける分担荷重W(質
量M)が小さいにも拘らず、(1)式から、支持部材2
及びその上部の浮き床3等、被支持物により構成される
振動系の固有振動数ωを低く維持して、(2)式にお
ける振動伝達率τを小さくすることができる。
【0018】図1に示された状態から、浮き床3上に設
置される備品や機材の増加、あるいは入場者数の増加等
によって、支持部材2に作用する分担荷重Wが増大して
いくと、これによって各弾性体21〜23は圧縮変形を
受けるが、その圧縮量の増大は、ばね定数の最も小さい
上段の弾性体21において最も顕著である。そして前記
分担荷重Wが第一設定荷重Wに達した時点で、図2に
示されるように、第一ストッパ25aの上端が浮き床3
の下面に接触し、ばね定数の最も小さい前記上段の弾性
体21の圧縮変形が規制される。
【0019】そして、分担荷重Wが第一設定荷重W
上、第二設定荷重W未満では、上述のように、ばね定
数の最も小さい上段の弾性体21の変形が規制され、ば
ね定数が中程度である中段の弾性体22及びばね定数の
最も大きい下段の弾性体23が自由変形可能な状態にあ
ることから、支持部材2のばね定数kは、全ての弾性体
21〜23が自由変形可能である場合よりも高くなる。
このため、各支持部材2が受ける分担荷重Wが第一設定
荷重W以上に増大しても、振動系の固有振動数ω
一定値以下に低下することはなく、しかも、ばね定数の
最も小さい上段の弾性体21が、h−tより小さい
肉厚まで過大な圧縮を受けて破損することがない。
【0020】図2に示された状態から、支持部材2に作
用する分担荷重Wが更に増大していくと、これに伴う弾
性体22,23の圧縮変形は、断面積の相対的に小さい
中段の弾性体22が下段の弾性体23よりも顕著であ
る。そして前記分担荷重Wが第二設定荷重Wに達した
時点で、図3に示されるように、第二ストッパ26aの
上端が浮き床3の下面に接触し、中段の弾性体22の圧
縮変形が規制される。
【0021】すなわち、分担荷重Wが第二設定荷重W
以上では、上段の弾性体21及び中段の弾性体22の変
形が規制され、ばね定数の最も大きい下段の弾性体23
のみが自由変形可能な状態にあることから、支持部材2
のばね定数kは、図2に示された状態よりも更に高くな
る。このため、各支持部材2が受ける分担荷重Wが第二
設定荷重W以上に増大しても、振動系の固有振動数ω
が一定値以下に低下することはなく、しかも、中段の
弾性体22が、h−(h+t)より小さい肉厚ま
で過大な圧縮を受けて破損することがない。
【0022】したがって、上記構成の浮き床防振装置に
よれば、例えば多目的ホール等のように、音楽会、講演
会、自動車の展示会といった催事の種類や、入場者数等
によって、各支持部材2が受ける分担荷重が大きく変動
しても、固有振動数ωが大きく変化することがなく、
防振対象の振動に対する所要の防振性能を確保すること
ができる。
【0023】なお、本発明は上述した一実施形態の構成
に限定されるものではない。例えば支持部材2における
直列の弾性体は、二段、あるいは四段以上とすることも
可能である。また、荷重の方向と直交する断面の面積が
同じでも、ゴム材の材質を変えることによってばね定数
が変化するため、このような方法で各段の弾性体のばね
定数を互いに異なるものとしても良い。
【0024】
【発明の効果】本発明に係る浮き床防振装置によると、
荷重が小さい場合は荷重方向に対して直列の全ての弾性
体が自由変形可能であることによって、支持部材のばね
定数が小さく、荷重が大きくなると、相対的にばね定数
の小さい弾性体から順に、ストッパにより変形動作を規
制されることによって、支持部材のばね定数が大きくな
ることから、荷重変化に拘らず、支持部材とその上の浮
き床を含む被支持部材とで構成される振動系の固有振動
数をほぼ一定に保持することができる。したがって、常
に入力振動に対する所定の防振効果を得ることができ、
しかも前記固有振動数を低くするために弾性体全体のば
ね定数を低下させる必要がなく、その過大な圧縮変形が
規制されるので、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る浮き床防振装置の好ましい一実施
形態を示す概略的な断面図である。
【図2】上記実施形態において荷重の増大により上段の
弾性体の圧縮変形が規制された状態を示す概略的な断面
図である。
【図3】上記実施形態において荷重の増大により上段及
び中段の弾性体の圧縮変形が規制された状態を示す概略
的な断面図である。
【図4】従来技術に係る浮き床防振装置を示す概略的な
断面図である。
【図5】防振ゴムによる振動減衰特性を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 床スラブ 2 支持部材 21 最もばね定数の小さい弾性体 22 ばね定数が中程度の弾性体 23 最もばね定数の大きい弾性体 25 第一のプレート 25a 第一のストッパ 26 第二のプレート 26a 第二のストッパ 3 浮き床

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床スラブの上に平面方向所定間隔で設置
    された支持部材を介して浮き床が浮上状態に支持され、 前記支持部材が、荷重の方向に対して直列に配置され互
    いにばね定数の異なる複数の弾性体と、これら各弾性体
    間に挟装されたプレートからなり、 前記プレートに、その両側の弾性体のうち相対的にばね
    定数の小さい弾性体の圧縮量を制限するストッパが形成
    されたことを特徴とする浮き床防振装置。
JP11168259A 1999-06-15 1999-06-15 浮き床防振装置 Pending JP2000356244A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164115A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Tokkyokiki Corp 防振架台の減衰装置

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