JP2006118227A

JP2006118227A - 金属製階段用防音マット

Info

Publication number: JP2006118227A
Application number: JP2004307654A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Kakimoto; 博文柿本; Masanori Igaki; 正則伊垣
Original assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd
Current assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】鋼製階段において発生する、重量床衝撃音に類似した、柔らかく、重く、衝撃継続時間が長い衝撃源による中周波の音成分を低減でき、また施工しやすく、また取り替えや補修を行い易い防音階段構造を提供する。
【解決手段】金属製階段５の踏み面に貼り付けられる防音マット８Ａを提供する。防音マット８Ａは、粘弾性高分子材料からなるシート１、シート１に一体化された制振層３、およびこの制振層３と接する拘束層４を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製階段用防音マットに関するものである。

鋼製階段は、強度が大きく、コストが低いことからアパートを始めとして多くの建築物で利用されている。しかし、鋼製階段は、踏み板の曲げ振動に起因する放射音が発生し易く、振動伝達が速く、一ヶ所を加振したときに複数箇所が発音源となる。従って騒音振動について弱点があった。

鋼製階段は、発音量が大きいことから多くの提案がなされている。例えば特許文献1、２、３に開示されるように、踏み板や踊り場にゴムや樹脂発泡シート、カーペットを設置し、履物と鋼板とが直接接触することを防止している。しかし、このように表面階段の踏み板を設置する方法では、踏み板の曲げ振動の放射音の音質を変えるが、曲げ振動は発生するので、高周波音の改善にとどまっていた。
特開昭55-25357公報特開2000-145085公報特開2000-291219公報

特許文献４、５に開示されるように、踏み板や踊り場や蹴込みに拘束型制振材、非拘束制振材を貼り付けたり、踏み板を制振鋼板とする方法も提案されている。しかしこの方法も、踏み板の曲げ振動の防止には役立っていない。特に子供の飛び跳ね音である重量衝撃音に対しての効果が認められない。
特開2003-253839公報特開平5-156769公報

その理由は、鋼制階段は振動が伝わり易い材質からなるためであり、踏み板が曲げ振動を起こさない程の曲げ剛性を有していない為である。更に階段が剛性であるか否かにかかわらず、人間が階段を昇降する際には体重移動を伴い、特に床衝撃音に類似する現象で発音する為である。特に重量床衝撃音に類似した、柔らかく、重く、衝撃継続時間が長い衝撃源による中周波の音成分の解消が困難である。

このように鋼製階段の騒音を防止するためには、重量床衝撃音に類似する中周波成分の低減が不可欠であるが、このような対策を講じた階段構造は提案されてこなかった。

本発明の課題は、鋼製階段において発生する、重量床衝撃音に類似した、柔らかく、重く、衝撃継続時間が長い衝撃源による中周波の音成分を低減でき、また施工しやすく、取り替えや補修を行い易い防音階段構造を提供することである。

本発明は、金属製階段の踏み面に貼り付けられる防音マットであって、粘弾性高分子材料からなるシート、このシートに一体化された制振層、およびこの制振層と接する拘束層を備えていることを特徴とする。

本発明者は、簡単に施行が出来、階段に密着するとともに、軽量衝撃音、重量衝撃音に対しても有効に機能を発揮することが出来る階段構造を試作し、検討した。

その結果、本発明者は、粘弾性高分子材料のシートと拘束層と制振層とからなるマットが、鋼製階段において発生する、重量床衝撃音に類似した、柔らかく、重く、衝撃継続時間が長い衝撃源による中周波の音成分を低減するのに有効であることを見いだした。そして、階段の例えば踏み板内部や裏面に一体化された制振部材とは異なり、本発明のマットは、制振層の粘着性を利用して、あるいは別途粘着層を設けることによって、階段踏み面に対して容易に施工でき、また取り替えや補修を容易に行うことができる。従って、鋼製階段の衝撃音が問題となっている今日、本発明の商業的価値は大きい。

制振層の厚さは特に限定されないが、好適な実施形態においては、制振層の厚みを２〜８ｍｍとする。このように制振層の厚さを制御することで、防音性能を一層改善することができた。

また、好適な実施形態においては、拘束層が制振材に埋設されている。これにより、防音性能が一層向上し、拘束層の取り扱いが容易となり、作業性が改善でき、また拘束層の腐食を防止して寿命を延長できる。なお、この実施形態においては、制振材が拘束層の全表面を隙間なく被覆している必要はなく、拘束層の一部、例えば１側面あるいは２側面に未被覆の露出部分が設けられていてよい。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る防音マット８Ａを金属製階段５に取り付けた状態を示す断面図である。階段５は、立ち上がり部５ｂと踏み板５ａとを備えている。本例では踏み板５ａの踏み面５ｄ上にマット８Ａを設置する。

マット８Ａは、拘束層４と、拘束層を被覆する制振材３と、制振材３上に固定されたシート１からなる。制振材３は、拘束層４の上下にある制振層３ａ、３ｂと、拘束層４の側面を覆う側部３ｃ、３ｄを備えている。この結果、制振材３によって拘束層４が全周にわたって被覆される。本例では制振層３ｂに粘着性があり、踏み板５ａに粘着している。マット８Ａの先端には前掛け部１０が設けられており、これが立ち上がり部５ｂにかかっている。なお、好適な実施形態においては、制振層３の総厚みを２〜８ｍｍとする。

このマット８Ａは、設置前の段階では、図２に示すように、制振材３の裏面側に離型紙６がついている。施工時には、この離型紙６を制振材３から剥離させる。制振材３に粘着性を与えておくと、制振材を踏み板５ｂに乗せて粘着させることで、踏み板上にマット８Ａを固定できる。このように、拘束層を制振層中に埋設することによって、踏み板上にマット８Ａを設置できる。

図３の例では、図１、図２のマット８Ａと類似のマット８Ｂを、階段の踊り場５ｃ上に設置している。マット８Ｂの各部分の構成は、マット８Ａと同じであるので、説明を省略する。マット８Ｂは、マット８Ａと異なり、踊り場用であることから、全体として平面形状をしており、前掛け部は設けられていない。

図４は、マット８Ａ、８Ｂを設置した後の階段を模式的に示す斜視図である。上述したように、各踏み板５ａ上にはマット８Ａが設置されており、踊り場５ｃ上にはマット８Ｂが設置されている。

図５のマット８Ｃにおいては、シート１の下に平板形状の制振層９が設置され、制振層９下に平板形状の拘束層４が設けられている。本例では拘束層４が制振層９の外側に設けられており、拘束層４の表面が制振層９に粘着することにより、制振層９をその下側から拘束している。拘束層４には粘着性がないので、拘束層４の下に粘着層７を設け、粘着層７を踏み板５ａに粘着させることで、マット８Ｃを施工している。

図６のマット８Ｄにおいては、踏み板５ａ上に粘着性の制振層９があり、この上に制振層９を拘束する平板形状の拘束層４が設置されている。拘束層４は粘着層７によって表面シート１に粘着されている。

本発明の踏み板の表面には高分子粘弾性材料からなるシートを設ける。このシートの材質は、ゴム仕上げ材や発泡プラスチックを例示できる。これには段鼻材を設けて一層滑りにくくすることが好ましい。しかし、これらの仕上げ材は軽量床衝撃音に類似した軽くて固く衝撃時間の短い衝撃に対しては１ランク程度の音改善効果は得られるものの、柔らかくかつ衝撃時間の長居重量床衝撃音に対しては、特に低周波ではまったく効果がない。

ゴムシートとして使用できるポリマーとしては、ブチルゴム、部分架橋ブチルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、再生ブチルゴム、再生ゴム等のゴムやエラストマーを主要ポリマーとして単独で使用または併用する。これには軟化剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤などの添加剤を使用できる。

かかるシートは製法について特に限定するものではない。ゴムの非加硫シート、加硫シート、プレス加硫、押し出し後加硫したシート等を種々の製法によって得ることが出来る。

拘束層の材質は、硬質プラスチックや金属であってよく、鉄、アルミニウム、塗装鋼板、ステンレス、亜鉛メッキ鋼板、銅の板材や箔が特に好ましい。これらの各材質は単独で用いてもよく組み合わせで用いても良い。

本発明の制振材は、粘着性のゴム・樹脂から形成される。かかるゴム・樹脂は、特に限定されるものではなく、種々のものを用いることが出来る。

かかるゴム・樹脂としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレン系ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、アクリルニトリルゴム、等、又はこれらの再生ゴム等のゴムがあげられる。さらには、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の飽和ポリエステル樹脂があげられる。好ましくは、ブチルゴム系の制振材がよい。

制振層を得る為には、多量の充填材を使用することが出来る。充填材は、無機系及び有機系のものを用いることができ特に限定するものではないが、炭酸カルシウム、硫酸バリュウム、タルク、クレー、酸化アルミニュウム、炭酸マグネシウム、マイカ、酸化鉄、等が使用され、鉄粉、鉛粉、等の金属類が使用される。
また、制振材を種々の形状に成形することが出来る。

本発明のマットを用いることによって、所定形状の被着体に対して拘束型制振構造を提供でき、制振性能を大幅に向上させることが出来る。

シート、制振層においては、必要に応じて難燃剤等の使用によりその機能を付加することができる。

以下、実施例、比較例を用いて、本発明を更に具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例1）
図１に示すようなマット８Ａを作製した。即ち、厚さ０．４ｍｍ、幅２６０ｍｍの亜鉛メッキ鋼板４を、厚さ５ｍｍ、幅２６０ｍｍの制振材３によって全面被覆した。この制振材３上に、段鼻材付低発泡表面凸凹ゴムシート１（厚さ７ｍｍ）を張り付けた。この制振材３を鋼製階段の踏み板５ａ上に張り付け、防音構造を得た。

（実施例2）
図１に示すようなマット８Ａを作製した。即ち、厚さ０．１ｍｍ、幅２６０ｍｍのアルミニウム箔４を、厚さ２ｍｍ、幅２６０ｍｍの制振材３によって全面被覆した。この制振材３上に、段鼻材付低発泡表面凸凹ゴムシート１（厚さ７ｍｍ）を張り付けた。この制振材３を鋼製階段の踏み板５ａ上に張り付け、防音構造を得た。

（実施例３）
図１に示すようなマット８Ａを作製した。即ち、厚さ０．４ｍｍ、幅２６０ｍｍの亜鉛メッキ鋼板４を、厚さ２ｍｍ、幅２６０ｍｍの制振材３によって全面被覆した。この制振材３上に、段鼻材付低発泡表面凸凹ゴムシート１（厚さ７ｍｍ）を張り付けた。この制振材３を鋼製階段の踏み板５ａ上に張り付け、防音構造を得た。

（比較例１）
鋼製階段の踏み板単体を用いた。

（比較例２）
図７に示すような防音構造を作製した。即ち、段鼻材付低発泡表面凸凹ゴム(厚さ７ｍｍ）１に対して、厚さ０．１ｍｍ、幅２６０ｍｍの粘着テープ７を積層し、鋼製階段の踏み板５ａに貼り付けた。

上記した実施例及び比較例に使用したゴムシートは以下のようにして製造した。即ち、発泡ゴムシートを混練後、カレンダーで厚さ８ｍｍに成形した後、プレス機にて厚さ７ｍｍに成形した。また、「ハヤダンパー」を混練後、押し出し機にて5mm厚みに成形し、制振材とした。この制振材の成形時に、各例の金属板を挿入し、金属板の全面を被覆した。

発泡ゴムシートの配合は、以下のものを用いた。
天然ゴム 50重量部：スチレン・ブタジエンゴム 20重量部： EPDM 30重量部
ZnO 5重量部：ステアリン酸 1重量部：白色充填材100重量部
オイル 5重量部：発泡剤 2重量部：顔料 5重量部
加硫剤 2.5重量部：加硫促進剤1.5重量部：老化防止剤 2重量部
ハヤダンパーの配合は、以下のものを用いた。
ブチルゴム 100重量部：硫酸バリウム 600重量部：タルク 100重量部
亜鉛華 30重量部：スピンドル油 120重量部

実施例1では、比較例2と比べると、鉄球試験において中周波領域の250Hzで10ｄB、500Hzで11ｄBと、ともに、2ランク改善された。高周波領域でも5〜11ｄBの大きな改善が見られた。SBRボール試験では、中周波領域の250Hzで7ｄB,500Hzで5ｄBと、ともに、1ランク改善された。高周波領域でも5〜7ｄBの大きな改善が見られた。

実施例2では、比較例2と比べると、鉄球試験において中周波領域の250Hzで3ｄB、500Hzで3ｄBと、ともに、1ランク改善された。高周波領域でも4〜5ｄBの改善が見られた。SBRボール試験では、中周波領域の250Hzで3ｄB、500Hzで3ｄBと、ともに、1ランク改善された。高周波領域で4〜5ｄBの改善が見られた。

実施例3では、実施例2とほぼ同等の結果であり、比較例2と比べると、鉄球試験において中周波領域の250Hzで3ｄB、500Hzで3ｄBと、ともに、1ランク改善された。高周波領域でも3〜4ｄBの改善が見られた。SBRボール試験では、中周波領域の250Hzで3ｄB、500Hzで3ｄBと、ともに、1ランク改善された。高周波領域で4〜5ｄBの改善が見られた。

以上述べたように、本発明により現在使用されている防音仕様の階段に較べて音性能が1ランク以上の改善が可能であり、特に中周波領域以上での改善が大きい。更には、制振材と表層のシートが一体化している為、取り付け作業性が優れたものである。メンテナンス時には、取り外しが可能なものでありながら、制振材の剥がれ等の不具合を防止できる為安全性に優れた階段構造である。

本発明の一実施形態に係るマット８Ａを階段の踏み板に取り付けた状態を示す断面図である。使用前のマット８Ａを示す断面図である。階段の踊り場にマット８Ｂを取り付けた状態を示す断面図である。階段にマット８Ａ、８Ｂを取り付けた状態を示す斜視図である。階段の踏み板にマット８Ｃを取り付けた状態を示す断面図である。階段の踏み板にマット８Ｄを取り付けた状態を示す断面図である。比較例のマットを階段の踏み板に取り付けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１シート３拘束層４を埋設する制振材３ａ、３ｂ制振層４拘束層５階段５ａ踏み板５ｃ踊り場５ｄ踏み面８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄマット９拘束層４を全面被覆しない制振層

Claims

金属製階段の踏み面に貼り付けられる防音マットであって、粘弾性高分子材料からなるシート、このシートに一体化された制振層、およびこの制振層と接する拘束層を備えていることを特徴とする、金属製階段用防音マット。
前記拘束層が金属板を含むことを特徴とする、請求項1記載の金属製階段用防音マット。
前記制振層の総厚みが２〜８ｍｍであることを特徴とする、請求項1または２記載の金属製階段用防音マット。
前記制振層がブチルゴムからなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の金属製階段用防音マット。
前記拘束層が前記制振層に埋設されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の金属製階段用防音マット。