JP2003247294A - 遮音床構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な構造で減衰性を高めることができるよ
うにする。 【解決手段】 桁床大梁１２と妻床大梁１３とを略矩形
状に組合せて床フレーム１４を構成し、床フレーム１４
の対向する桁床大梁１２間に複数本の床小梁２１を架設
し、床フレーム１４の隣接する床小梁２１間に重錘機能
を有する鋼板３５を架設すると共に、鋼板３５と床小梁
２１との接触面間に粘性材３６を介装し、床小梁２１と
粘性材３６との間、および、粘性材３６と鋼板３５との
間を接着剤で固着して鋼板ダンパー３８，３９を構成す
るようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の階を有す
る建物、特にユニット建物に適した遮音床構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の遮音床構造としては、例えば、特
開平６−３０６９８９号公報や、特開平１１−２２８６
号公報や、特開２００１−６５０９９号公報等に記載さ
れたものが知られている。

【０００３】このうち、特開平６−３０６９８９号公報
では、四角枠状に組まれた芯材の上面に床面材を貼設し
て床パネルを構成すると共に、この床パネルの下面に天
井材を取付け、更に、隣接する上記芯材間に直交方向へ
延びるブロッキング材を架設すると共に、天井材の下面
で且つブロッキング材に対応する位置に防振補強合板を
取付けるようにしている。

【０００４】また、特開平１１−２２８６号公報および
特開２００１−６５０９９号公報では、床小梁の下部ま
たは対向する床小梁間に粘性マスダンパーを取付けるよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−３０６９８９号公報のものでは、ブロッキング材や
防振補強合板には減衰性が無いため、歩行のような重量
音の対策としては不十分である。また、床パネルの下面
に直接天井材を取付けているので、固体伝播音に対する
防振効果が悪化するという問題があった。

【０００６】また、特開平１１−２２８６号公報および
特開２００１−６５０９９号公報のものでは、床小梁の
下部または対向する床小梁間に粘性マスダンパーを取付
けるようにしているので、高価な粘性マスダンパーが多
数必要になるという問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解消し、単純な構造で減衰性を高めることのできる遮音
床構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明では、桁床大梁と妻床大
梁とを略矩形状に組合せて床フレームを構成し、該床フ
レームの対向する桁床大梁間に複数本の床小梁を架設
し、隣接する床小梁間に重錘機能を有する鋼板を架設す
ると共に、該鋼板と床小梁との接触面間に粘性材を介装
し、前記床小梁と粘性材との間、および、粘性材と鋼板
との間を接着剤で固着して鋼板ダンパーを構成した遮音
床構造を特徴としている。

【０００９】このように構成された請求項１にかかる遮
音床構造の発明によれば、床小梁が振動すると、隣接す
る床小梁間に設置された鋼板ダンパーが、以下のように
して、その振動を吸収する。これによって、床振動の減
衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようにな
る。また、この鋼板ダンパーは構造が単純であるため、
粘性マスダンパーと比較して安価なものとすることがで
きる。上記したように、鋼板ダンパーでは、床小梁が振
動すると、粘性材に変形が生じ熱損失が発生する。よっ
て、床小梁の振動エネルギーが粘性材の熱エネルギーと
して変換され、結果として、床小梁の振動が減衰する。

【００１０】請求項２に記載された発明では、桁床大梁
と妻床大梁とを略矩形状に組合せて床フレームを構成
し、該床フレームの対向する桁床大梁間に複数本の床小
梁を架設し、床振動を直接受振可能な棒状のスタッド
と、該スタッドが軸線方向へ移動自在に貫通配置される
と共に内部に高粘性を有するダンピングオイルを封入さ
れたケースと、該ケースおよびスタッドの貫通部間を封
止する弾性封止材と、ダンピングオイル中に位置決めさ
れてスタッドのケース内側端に一体に取付けられたダン
ピングプレートと、前記ケースに取付けられたアジャス
ティングマスとを備えた粘性マスダンパーを設け、前記
桁床大梁に、前記スタッドのケース外側端を取付ボルト
を用いて取付けた遮音床構造を特徴としている。

【００１１】このように構成された請求項２にかかる遮
音床構造の発明によれば、桁床大梁や妻床大梁等（以
下、桁床大梁等という）が振動すると、桁床大梁に取付
けられた粘性マスダンパーがその振動を吸収する。これ
によって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑える
ことができるようになる。上記したように、粘性マスダ
ンパーでは、桁床大梁等が振動すると、ダンピングプレ
ートとダンピングオイルとの間に変位が生じ、熱損失が
発生する。よって、桁床大梁等の振動エネルギーがダン
ピングオイルの熱エネルギーとして変換され、結果とし
て、桁床大梁等の振動が減衰する。

【００１２】請求項３に記載された発明では、隣接する
床小梁間に、共振板ダンパーを設けた請求項２記載の遮
音床構造を特徴としている。

【００１３】このように構成された請求項３にかかる遮
音床構造の発明によれば、床小梁が振動すると、隣接す
る床小梁間に設置された共振板ダンパーが、床振動に共
振して、その振動を吸収する。よって、床振動の減衰性
が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。
また、この共振板ダンパーは構造が単純であるため、粘
性マスダンパーと比較して安価なものとすることができ
る。そして、請求項２の粘性マスダンパーに請求項３の
共振板ダンパーを組合せることにより、粘性マスダンパ
ーのみで構成するよりも、安価なものとすることができ
る。

【００１４】請求項４に記載された発明では、請求項１
の鋼板ダンパー、請求項２の粘性マスダンパー、請求項
３の共振板ダンパーのいずれかを、ユニット建物の床フ
レームにおける振動モードの腹位置に取付けた遮音床構
造を特徴としている。

【００１５】このように構成された請求項４にかかる遮
音床構造の発明によれば、請求項１の鋼板ダンパー、請
求項２の粘性マスダンパー、請求項３の共振板ダンパー
をユニット建物に適用することができる。ユニット建物
では、構造上、床構造と天井構造が分離しているので、
固体伝播音を低減することができる。また、ユニット建
物の組立工場で各ダンパーを組込むことができる。そし
て、床の歩行振動モードの腹位置および重量衝撃の振動
モードの腹位置に各ダンパーを設けることにより、最小
限の個数で効率良く振動振幅を低減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の具体的な実施の
形態１について、図示例と共に説明する。

【００１７】図１〜図４は、この発明の実施の形態１を
示すものである。

【００１８】まず、図１により、この実施の形態１を適
用する建物１について説明する。この建物１は、複数の
階を有している。即ち、基礎２の上に１階部分Ａを形成
し、この１階部分Ａの上に２階部分Ｂを形成し、２階部
分Ｂの上に屋根パネル３を取付けている。なお、建物１
は、３階以上であっても良いことは言うまでもない。

【００１９】そして、この建物１は、図１では、ユニッ
ト建物４とされている。即ち、１階部分Ａは、９個の略
箱状の建物ユニット５で構成されており、２階部分Ｂ
は、９個の略箱状の建物ユニット６で構成されている。

【００２０】各建物ユニット５，６は、図２に示すよう
に、４本のユニット柱１１と、このユニット柱１１の下
端間に４本の床大梁１２，１３（平行な２本の桁床大梁
１２（長尺）、および、平行な２本の妻床大梁１３（短
尺））を略矩形状に連結して成る床フレーム１４と、ユ
ニット柱１１の上端間に４本の天井大梁１５，１６（平
行な２本の桁天井大梁１５（長尺）、および、平行な２
本の妻天井大梁１６（短尺））を略矩形状に連結して成
る天井フレーム１７とを有する、ボックスラーメン構造
のユニットフレーム１８を備えている。なお、ユニット
柱１１は矩形断面を呈し、床大梁１２，１３および天井
大梁１５，１６は、それぞれ内向きのコ字断面を呈して
いる。

【００２１】そして、床フレーム１４の対向する桁床大
梁１２間には、妻床大梁１３と平行な複数本の床小梁２
１が架設され、床小梁２１の上部には桁床大梁１２と平
行な複数本の床根太２２が取付けられ、床根太２２の上
部には、パーチクルボードなどの床面材２３が貼設され
て、床構造２４を構成している。なお、床面材２３は単
層であっても、防音シート等を貼設して複層化しても良
い。

【００２２】同様に、天井フレーム１７の対向する桁天
井大梁１５間には、妻天井大梁１６と平行な複数本の天
井野縁２６が架設され、天井野縁２６の下面には、石膏
ボードなどの天井面材２７が貼設されている。また、天
井野縁２６の上面には補強板２８が貼設され、この補強
板２８の上面には仕切板２９が取付けられ、補強板２８
上面の仕切板２９で仕切られた部分にはロックウールな
どの吸音材３０が取付けられている。以上により、天井
構造３１が構成されている。

【００２３】このように、ユニット建物４では、床構造
２４と天井構造３１とを別個独立に有しているので、下
階の建物ユニット５の上に上階の建物ユニット６を載置
した状態では、床構造２４と天井構造３１とが相互に分
離配置されることとなる。

【００２４】なお、建物ユニット５，６には上記した標
準タイプのものの他に、各種の変形タイプも存在する
が、以下、そのような変形タイプのものも含まれるもの
とする。

【００２５】この実施の形態１では、図３、図４に示す
ように、上記の建物１における下階の建物ユニット５ま
たは上階の建物ユニット６の床構造２４に対し、隣接す
る床小梁２１間に重錘機能を有する鋼板３５を架設す
る。そして、鋼板３５と床小梁２１との接触面間に粘性
ゴムなどの粘性材３６を介装する。更に、床小梁２１と
粘性材３６との間、および、粘性材３６と鋼板３５との
間を接着剤で固着して鋼板ダンパー３８，３９を構成す
る。

【００２６】この重錘機能を有する鋼板３５は、それぞ
れ自体振動しないような適度な剛性があれば、納まり上
に問題のない範囲内で、形状などは任意とすることがで
きる。また、鋼板３５は重いほど効果があるので、可搬
性や施工性や床小梁２１の耐荷重能力に支障のない限り
なるべく重いものを選択するのが良い。但し、鋼板３５
の重さに応じて粘性材３６の減衰特性を最適調整する必
要がある。

【００２７】この最適調整は以下のようにする。即ち、
予め、鋼板ダンパー３８，３９を取付ける床（床構造２
４）の等価質量と、床の固有周波数とを求めておき、鋼
板ダンパー３８，３９における鋼板３５と粘性材３６と
の重量比を調整して振動振幅比を変えて行き、床の固有
周波数と一致するように減衰特性を調整する。

【００２８】より具体的には、例えば、鋼板３５の重さ
を３０ｋｇとする場合には、減衰比が略０．３〜０．６
程度の範囲となるように調整するのが望ましい。

【００２９】そして、この鋼板ダンパー３８，３９を、
ユニット建物４の床フレーム１４における振動モード４
０，４１の腹位置４２，４３に取付ける。特に、床の歩
行振動モード４０，４１の腹位置４２，４３および重量
衝撃の振動モード４０，４１の腹位置４２，４３に取付
けるのが好ましい。

【００３０】そのために、予め、床の振動モード４０，
４１を求めておく。そして、床の歩行振動モード４０の
腹位置４２として、床フレーム１４の桁方向の略中央位
置に、鋼板ダンパー３８を１箇所取付けるようにする。
また、重量衝撃の振動モード４１の腹位置４３として、
床フレーム１４の桁方向の略中央位置を除いた桁方向の
略４等分点の位置に、鋼板ダンパー３９を１箇所ずつ、
合計２箇所取付けるようにする。即ち、鋼板ダンパー３
８，３９は、合計、３箇所設けるようにする。ここで、
鋼板ダンパー３８には、鋼板ダンパー３９よりも大型の
ものが使われるようにする。また、鋼板ダンパー３８，
３９は、妻方向に対しては、それぞれ中間位置に取付け
るようにする。

【００３１】次に、この実施の形態１の作用について説
明する。

【００３２】床小梁２１が振動すると、隣接する床小梁
２１間に設置された鋼板ダンパー３８，３９が、以下の
ようにして、その振動を吸収する。これによって、床振
動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるよ
うになる。また、この鋼板ダンパー３８，３９は構造が
単純であるため、粘性マスダンパーと比較して安価なも
のとすることができる。

【００３３】そして、上記したように、鋼板ダンパー３
８，３９では、床小梁２１が振動すると、粘性材３６に
変形が生じ熱損失が発生する。よって、床小梁２１の振
動エネルギーが粘性材３６の熱エネルギーとして変換さ
れ、結果として、床小梁２１の振動が減衰する。

【００３４】また、上記鋼板ダンパー３８，３９は、一
般の建物１やユニット建物４に適用することができる。
特に、ユニット建物４では、構造上、床構造２４と天井
構造３１とが分離しているので、固体伝播音を低減する
ことができる。また、ユニット建物４の組立工場で鋼板
ダンパー３８，３９を組込むことができる。

【００３５】そして、床の歩行振動モード４０の腹位置
４２に大型の鋼板ダンパー３８を設け、重量衝撃の振動
モード４１の腹位置４３に小型の鋼板ダンパー３９を設
けることにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低
減することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態２】図５〜図１０は、この発明の実
施の形態２を示すものである。なお、この実施の形態２
を適用する建物１については、実施の形態１と同様なの
で、説明を省略する。

【００３７】この実施の形態２のものでは、床振動を直
接受振可能な略上下方向へ延びる棒状のスタッド４５
と、このスタッド４５が軸線方向（上下方向）へ移動自
在に貫通配置されると共に内部に高粘性を有するシリコ
ンオイル等のダンピングオイル４６を封入された鉄製容
器などのケース４７と、ケース４７およびスタッド４５
の貫通部（即ち、ケース４７上面の開口およびスタッド
４５中間部外周）間を封止する硬質ゴムや弾性ゴムなど
の弾性封止材４８と、ダンピングオイル４６中に浸漬、
位置決めされてスタッド４５のケース内側端（下端）に
一体に取付けられたダンピングプレート４９と、ケース
４７に取付けられたコンクリート等のアジャスティング
マス５０とを備えた粘性マスダンパー５１を設ける。

【００３８】そして、コ字断面の桁床大梁１２内に納ま
るように粘性マスダンパー５１を配置し、桁床大梁１２
の上フランジ５２に、スタッド４５のケース外側端（上
端）を貫通させ、上フランジ５２から上方に突出したス
タッド４５上端に取付ボルト５３を螺着するなどして、
桁床大梁１２に粘性マスダンパー５１を取付ける。

【００３９】更に、隣接する床小梁２１間に、一対の架
材５５を掛け渡し、この一対の架材５５間に共振板ダン
パー５６を設ける。この共振板ダンパー５６は、図９に
示すように、一対の架材５５の下端部間に接続した板材
５７と、この板材５７の上部に載置・固定された重錘５
８とを備えている。この板材５７は、両端における架材
５５との取付位置を振動の節とし、中央部を腹として、
上下に曲げ変形による振動を行い得るようになってい
る。この板材５７にはパーチクルボードなどの適切な粘
性および弾性を有するものが選択される。また、重錘５
８には、振動吸収に最適な重さのものが選択される。

【００４０】そして、この粘性マスダンパー５１および
共振板ダンパー５６を、ユニット建物４の床フレーム１
４における振動モード４０，４１の腹位置４２，４３に
取付ける。特に、床の歩行振動モード４０，４１の腹位
置４２，４３および重量衝撃の振動モード４０，４１の
腹位置４２，４３に取付けるのが好ましい。

【００４１】そのために、予め、床の振動モード４０，
４１を求めておく。そして、床の歩行振動モード４０の
腹位置４２として、桁床大梁１２の桁方向の略中央位置
に、粘性マスダンパー５１を１箇所取付けるようにす
る。また、重量衝撃の振動モード４１の腹位置４３とし
て、床フレーム１４の桁方向の略中央位置を除いた桁方
向の略４等分点の位置に、共振板ダンパー５６を２箇所
ずつ、合計４箇所取付けるようにする。なお、共振板ダ
ンパー５６は、妻方向に対しては、それぞれ中間位置に
取付けるようにする。

【００４２】次に、この実施の形態２の作用について説
明する。

【００４３】桁床大梁１２や妻床大梁１３等（以下、桁
床大梁１２等という）が振動すると、桁床大梁１２に取
付けられた粘性マスダンパー５１がその振動を吸収す
る。よって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑え
ることができるようになる。

【００４４】また、上記したように、粘性マスダンパー
５１では、桁床大梁１２等が振動すると、図８に示すよ
うに、ダンピングプレート４９とダンピングオイル４６
との間に上下の変位が生じ、この時のダンピングオイル
４６の抵抗力Ｆによって熱損失が発生する。よって、桁
床大梁１２等の振動エネルギーがダンピングオイル４６
の熱エネルギーとして変換され、結果として、桁床大梁
１２等の振動が減衰する。

【００４５】一方、床小梁２１が振動すると、図１０に
示すように、隣接する床小梁２１間に掛け渡された一対
の架材５５間に設置された共振板ダンパー５６の板材５
７が、床振動に共振して、その振動を吸収する。よっ
て、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることが
できるようになる。また、この共振板ダンパー５６は構
造が単純であるため、粘性マスダンパー５１と比較して
安価なものとすることができる。

【００４６】そして、上記した粘性マスダンパー５１に
共振板ダンパー５６を組合せることにより、粘性マスダ
ンパー５１のみで構成するよりも、安価なものとするこ
とができる。

【００４７】更に、上記粘性マスダンパー５１、共振板
ダンパー５６は、一般の建物１やユニット建物４に適用
することができる。特に、ユニット建物４では、構造
上、床構造２４と天井構造３１とが分離しているので、
固体伝播音を低減することができる。また、ユニット建
物４の組立工場で粘性マスダンパー５１、共振板ダンパ
ー５６を組込むことができる。

【００４８】そして、床の歩行振動モード４０の腹位置
４２に粘性マスダンパー５１を設け、重量衝撃の振動モ
ード４１の腹位置４３に共振板ダンパー５６を設けるこ
とにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低減する
ことができる。

【００４９】上記以外の部分については、上記実施の形
態と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得る
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、床小梁が振動すると、隣接する床小梁間に
設置された鋼板ダンパーが、以下のようにして、その振
動を吸収する。これによって、床振動の減衰性が高くな
り、重量音を抑えることができるようになる。また、こ
の鋼板ダンパーは構造が単純であるため、粘性マスダン
パーと比較して安価なものとすることができる。上記し
たように、鋼板ダンパーでは、床小梁が振動すると、粘
性材に変形が生じ熱損失が発生する。よって、床小梁の
振動エネルギーが粘性材の熱エネルギーとして変換さ
れ、結果として、床小梁の振動が減衰する。

【００５１】請求項２の発明によれば、桁床大梁や妻床
大梁等（以下、桁床大梁等という）が振動すると、桁床
大梁に取付けられた粘性マスダンパーがその振動を吸収
する。これによって、床振動の減衰性が高くなり、重量
音を抑えることができるようになる。上記したように、
粘性マスダンパーでは、桁床大梁等が振動すると、ダン
ピングプレートとダンピングオイルとの間に変位が生
じ、熱損失が発生する。よって、桁床大梁等の振動エネ
ルギーがダンピングオイルの熱エネルギーとして変換さ
れ、結果として、桁床大梁等の振動が減衰する。

【００５２】請求項３の発明によれば、床小梁が振動す
ると、隣接する床小梁間に設置された共振板ダンパー
が、床振動に共振して、その振動を吸収する。よって、
床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができ
るようになる。また、この共振板ダンパーは構造が単純
であるため、粘性マスダンパーと比較して安価なものと
することができる。そして、請求項２の粘性マスダンパ
ーに請求項３の共振板ダンパーを組合せることにより、
粘性マスダンパーのみで構成するよりも、安価なものと
することができる。

【００５３】請求項４の発明によれば、請求項１の鋼板
ダンパー、請求項２の粘性マスダンパー、請求項３の共
振板ダンパーをユニット建物に適用することができる。
ユニット建物では、構造上、床構造と天井構造が分離し
ているので、固体伝播音を低減することができる。ま
た、ユニット建物の組立工場で各ダンパーを組込むこと
ができる。そして、床の歩行振動モードの腹位置および
重量衝撃の振動モードの腹位置に各ダンパーを設けるこ
とにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低減する
ことができる、という実用上有益な効果を発揮し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する建物の斜視図である。

【図２】図１の建物ユニットの一部破断した斜視図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態１にかかる床フレームの平
面図である。

【図４】図３の部分拡大斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態２にかかる床フレームの平
面図である。

【図６】図５の部分拡大斜視図である。

【図７】図５の縦断面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は粘性マスダンパーの作動原理図
である。

【図９】共振板ダンパーの斜視図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は共振板ダンパーの作動
原理図である。

【符号の説明】

４ ユニット建物 １２ 桁床大梁 １３ 妻床大梁 １４ 床フレーム ２１ 床小梁 ３５ 重錘機能を有する鋼板 ３６ 粘性材 ３８ 鋼板ダンパー ３９ 鋼板ダンパー ４０ 振動モード ４１ 振動モード ４２ 腹位置 ４３ 腹位置 ４５ スタッド ４６ ダンピングオイル ４７ ケース ４８ 弾性封止材 ４９ ダンピングプレート ５０ アジャスティングマス ５１ 粘性マスダンパー ５３ 取付ボルト ５６ 共振板ダンパー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】桁床大梁と妻床大梁とを略矩形状に組合せ
   て床フレームを構成し、該床フレームの対向する桁床大
   梁間に複数本の床小梁を架設し、 隣接する床小梁間に重錘機能を有する鋼板を架設すると
   共に、該鋼板と床小梁との接触面間に粘性材を介装し、
   前記床小梁と粘性材との間、および、粘性材と鋼板との
   間を接着剤で固着して鋼板ダンパーを構成したことを特
   徴とする遮音床構造。
2. 【請求項２】桁床大梁と妻床大梁とを略矩形状に組合せ
   て床フレームを構成し、該床フレームの対向する桁床大
   梁間に複数本の床小梁を架設し、 床振動を直接受振可能な棒状のスタッドと、該スタッド
   が軸線方向へ移動自在に貫通配置されると共に内部に高
   粘性を有するダンピングオイルを封入されたケースと、
   該ケースおよびスタッドの貫通部間を封止する弾性封止
   材と、ダンピングオイル中に位置決めされてスタッドの
   ケース内側端に一体に取付けられたダンピングプレート
   と、前記ケースに取付けられたアジャスティングマスと
   を備えた粘性マスダンパーを設け、 前記桁床大梁に、前記スタッドのケース外側端を取付ボ
   ルトを用いて取付けたことを特徴とする遮音床構造。
3. 【請求項３】隣接する床小梁間に、共振板ダンパーを設
   けたことを特徴とする請求項２記載の遮音床構造。
4. 【請求項４】請求項１の鋼板ダンパー、請求項２の粘性
   マスダンパー、請求項３の共振板ダンパーのいずれか
   を、ユニット建物の床フレームにおける振動モードの腹
   位置に取付けたことを特徴とする遮音床構造。