JP2007138421A

JP2007138421A - 床構造

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Publication number: JP2007138421A
Application number: JP2005329993A
Authority: JP
Inventors: Satoru Akutsu; 悟阿久津; Tadaaki Funase; 忠明船瀬; Masanao Yamanaka; 政直山中
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: JP4806253B2

Abstract

【課題】床衝撃音の遮断性能が良好で施工性を向上させる床構造を得る。
【解決手段】上床材１４に振動が加わった場合、クッション台座２６が弾性変形して質量体２８が振動を吸収するように上下動することで、上床材１４からの振動を減衰する。減衰された振動は、さらにクッションゴム１８によって減衰されて床スラブ１２へ伝わる。ここで、動吸振器の質量をｍ、単位面積当りの上床材１４、支持ボルト２２及びクッションゴム１８の質量合計を、前記単位面積当りの動吸振器２５を支持する支持数で除した値をＭとした場合、前記動吸振器の質量ｍをＭ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５としたことで、床衝撃音が良好に遮断される。また、施工時には、従来のように、制振材又は遮音材を床全面に配置する必要がないので、施工性が良い。
【選択図】図２

Description

本発明は、支持部材を介して二重床とされた床構造に関する。

床構造においては、床衝撃音の遮断性能を向上させるために、支持部材を介して床基盤上から所定の高さに床を設ける二重床構造とする場合がある。このような二重床構造では、例えば、支持部材が床下地パネル、捨張材、仕上材を支持し、捨張材の両面に制振材又は遮音材を配置した状態としている（例えば、特許文献１参照）。

従来の制振材には、重い材料が用いられているうえに、この従来の床構造では、制振材又は遮音材を床全面に配置することになり、施工性が悪い。
特許第２９１８９０７号公報

本発明は、上記事実を考慮して、床衝撃音の遮断性能が良好で施工性を向上させる床構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明の床構造は、床スラブ上に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第１弾性部材と、前記第１弾性部材上に支持され、前記床スラブと反対方向へ延びる支持部材と、前記支持部材上に支持され、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材と、前記第１弾性部材、前記支持部材、又は、前記床材に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第２弾性部材を備えると共に、前記第２弾性部材に支持され、前記第２弾性部材の弾性変形によって変位して振動を減衰させる質量体を備えた動吸振器と、を有し、前記動吸振器の質量をｍ、単位面積当りの前記床材、前記支持部材及び前記第１弾性部材の質量合計を、前記単位面積当りの動吸振器を支持する支持数で除した値をＭとした場合、前記動吸振器の質量ｍをＭ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５としたことを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の床構造によれば、床材に振動が加わった場合、この振動は、第２弾性部材へ伝わる。これによって、第２弾性部材が弾性変形して質量体が振動を吸収するように上下動することで、床材から床スラブへの振動を減衰する。減衰された振動は、さらに第１弾性部材によって減衰されて床スラブへ伝わる。ここで、動吸振器の質量をｍ、単位面積当りの床材、支持部材及び第１弾性部材の質量合計を、前記単位面積当りの動吸振器を支持する支持数で除した値をＭとした場合、動吸振器の質量ｍをＭ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５としたことで、床衝撃音が良好に遮断される。また、施工時には、従来のように、制振材又は遮音材を床全面に配置する必要がないので、施工性が良い。

請求項２に記載する本発明の床構造は、床スラブ上に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第１弾性部材と、前記第１弾性部材上に支持され、前記床スラブと反対方向へ延びる支持部材と、前記支持部材上に支持され、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材と、前記第１弾性部材、前記支持部材、又は、前記床材に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第２弾性部材を備えると共に、前記第２弾性部材に支持され、前記第２弾性部材の弾性変形によって変位して振動を減衰させる質量体を備えた動吸振器と、を有し、前記動吸振器の質量をｍ（ｋｇ）、前記第２弾性部材のばね定数をｋ（Ｎ／ｍ）として、前記動吸振器における固有振動数ｆ_０Ｘ（Ｈｚ）（ｆ_０Ｘ＝１／２π×√（ｋ／ｍ））を、前記床スラブを備えた建物の躯体の各固有振動特性、前記建物の内装部の各固有振動特性、又は、予め想定された入力振動特性のいずれかに応じて設定することを特徴とする。

請求項２に記載する本発明の床構造によれば、床材に振動が加わった場合、この振動は、動吸振器の第２弾性部材へ伝わる。これによって、動吸振器は、第２弾性部材が弾性変形して質量体が振動を吸収するように上下動することで、床材から床スラブへの振動を減衰する。減衰された振動は、さらに第１弾性部材によって減衰されて床スラブへ伝わる。ここで、動吸振器における固有振動数ｆ_０Ｘ（Ｈｚ）（ｆ_０Ｘ＝１／２π×√（ｋ／ｍ））を、前記床スラブを備えた建物の躯体の各固有振動特性、その建物の内装部の各固有振動特性、又は、予め想定された入力振動特性のいずれかに応じて設定することで、床衝撃音が良好に遮断される。また、施工時には、従来のように、制振材又は遮音材を床全面に配置する必要がないので、施工性が良い。

以上説明したように、本発明の床構造によれば、床衝撃音の遮断性能が良好で施工性を向上させることができるという優れた効果を有する。

本発明における床構造の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図中の矢印ＵＰは床構造における上方向を示す。
（実施形態の構成）
図１に示される床構造１０は、主に集合住宅に用いられる二重床（乾式遮音二重床）の構造であり、上階で発せられて階下に伝播する床衝撃音（歩行音、物の落下音、子供の飛び跳ね等）を低減させるための構造である。

床構造１０は、躯体床となるコンクリート製の床スラブ１２と上床材１４との間に、所定の間隔で複数本並べられた床支持具１５を介在させており、床支持具１５の介在によって床スラブ１２と上床材１４との間に空間を形成して遮音効果を得る状態としている。

なお、本実施形態の上床材１４は、下地パネル１４Ａを備えると共に、下地パネル１４Ａ上に捨張材１４Ｂを設け、さらに捨張材１４Ｂ上に仕上げ材１４Ｃを設けた積層構造となっている。ここで、仕上げ材１４Ｃを除いた上床材１４（下地パネル１４Ａ及び捨張材１４Ｂ）、及び、床支持具１５は、床下地材である。

図２に示されるように、各床支持具１５は、支持手段としての支持部１６を備えている。支持部１６は、第１弾性部材としてのクッションゴム１８と、中間受け部としての中間受け部材２０と、支持部材としての支持ボルト２２と、を備えており、床スラブ１２上に設けられて上床材１４を支持するようになっている。

床スラブ１２上に配置されるクッションゴム１８は、弾性変形可能な円筒状とされ、上床材１４等からの振動の減衰用として床スラブ１２上に支持されている。クッションゴム１８上には、中間受け部材２０を介して支持ボルト２２が直立状態で支持されている。

中間受け部材２０は、円筒状とされて中間部にフランジ部２０Ａを備え、円筒部の一方側がクッションゴム１８の筒内側に挿入されると共にフランジ部２０Ａの下面（クッションゴム１８側へ向けられた面）がクッションゴム１８の上面（床スラブ１２側の面と反対側の面）に固着されている。中間受け部材２０の円筒部内周面には、雌ネジ部２０Ｂが形成され、この雌ネジ部２０Ｂには、支持ボルト２２の軸部に形成された雄ネジ部２２Ａが螺合される。これにより、中間受け部材２０が支持ボルト２２に一体化される。

支持ボルト２２は、クッションゴム１８と反対側、すなわち、床スラブ１２と反対方向へ延びて、パネル受け部材２４を介して上床材１４を支持するようになっている。パネル受け部材２４は、円筒状とされて一方開口部から外側へ向けて突き出した鍔部２４Ａを備える。パネル受け部材２４の円筒部２４Ｂは、下地パネル１４Ａの貫通孔１１４Ａ内に挿入されて固着され、鍔部２４Ａの上面（上床材１４側へ向けられた面）が下地パネル１４Ａの下面（床スラブ１２と対向する側の面）に固着される。パネル受け部材２４の円筒部内周面には、雌ネジ部２４Ｃが形成され、この雌ネジ部２４Ｃには、支持ボルト２２の軸部に形成された雄ネジ部２２Ｂが螺合される。これらにより、上床材１４は、支持部１６上に支持されて床スラブ１２との間に間隔をもって配置される。

支持ボルト２２の先端部には、マイナスドライバを差し込むための凹部（図示省略）が形成されており、上床材１４の下地パネル１４Ａに捨張材１４Ｂ、仕上げ材１４Ｃが載せられる前の状態において、マイナスドライバを支持ボルト２２の凹部（図示省略）に差し込んで支持ボルト２２を回転させることによって、床スラブ１２からの下地パネル１４Ａの高さを調節することができるようになっている。

各床支持具１５の高さ方向中間部には、支持部１６に支持された動吸振器２５が設けられ、床構造１０全体としては、図１に示されるように、複数の動吸振器２５が配置される。図２に示されるように、動吸振器２５は、第２弾性部材としてのクッション台座２６と、所定質量（本実施形態では２ｋｇ）の質量体２８と、を備え、振動を減衰させるための振動減衰用とされる。

クッション台座２６は、中間受け部材２０のフランジ部２０Ａの上面である受け面２０Ｃに配置されており、クッション台座２６の下面が受け面２０Ｃに接着剤等によって固着されている。クッション台座２６は、円筒状とされて中央に挿入孔２６Ａが形成されており、この挿入孔２６Ａに支持ボルト２２が挿入された状態となっている。クッション台座２６は、上床材１４等からの振動を減衰させるために、中間受け部材２０を介して支持ボルト２２に支持されるものであり、軟質ゴムで構成されて弾性変形可能とされる。

質量体２８は、クッション台座２６の上面に接着剤等によって固着されており、中間受け部材２０、クッション台座２６及び質量体２８は、一体化している。また、質量体２８によって、クッション台座２６には圧縮方向の荷重が作用している。質量体２８は、略円筒状とされて中央に挿入孔２８Ａが貫通形成されており、この挿入孔２８Ａに支持ボルト２２が挿入された状態となっている。質量体２８は、クッション台座２６に支持されることでクッション台座２６の弾性変形によって変位して上床材１４等からの振動を減衰させるようになっている。

図３には、動吸振器を有する振動系モデル図が示されている。図中の主系は、基本床構造（本実施形態の動吸振器２５（クッション台座２６及び質量体２８）を除いた構造）に対応し、主系のバネ（Ｋ）は、基本床構造の弾性体（本実施形態ではクッションゴム１８）、主系の抵抗（Ｃ）は、基本床構造の弾性体（本実施形態ではクッションゴム１８）、主系の質量（Ｍ）は、基本床構造の質量にそれぞれ対応する。

また、補助系のバネ（ｋ）は、動吸振器のバネ（本実施形態では、クッション台座２６）、補助系の抵抗（ｃ）は、動吸振器の抵抗（本実施形態では、クッション台座２６）、補助系の質量（ｍ）は、動吸振器の質量にそれぞれ対応する。このように、本実施形態の床構造１０では、全体として２自由度振動系となっている。

ここで、図１に示される動吸振器２５の質量をｍ、単位面積当りの上床材１４、支持ボルト２２及びクッションゴム１８の質量合計を、前記単位面積当りの動吸振器２５を支持する支持数で除した値をＭとした場合、動吸振器２５の質量ｍを、Ｍ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５とするのが良く、好ましくは、Ｍ×（１／７．５）≦ｍ≦Ｍ×１．７とするのが良く、さらに好ましくは、Ｍ×（１／４）≦ｍ≦Ｍ×１．３とするのが良い。Ｍ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５とすることで、床衝撃音レベルを改善することができる。

本実施形態では、動吸振器（２５）１個当りの負担質量、すなわち、床単位面積当り（例えば、１ｍ×１ｍの範囲当り）の基本床構造の質量（上床材１４と支持部１６（クッションゴム１８及び支持ボルト２２）との質量合計）を、前記床単位面積当りの動吸振器２５を備えた床支持具１５の個数（すなわち、前記床単位面積当りの動吸振器２５を支持する支持数）で除した値（＝Ｍ）は、６（ｋｇ／個）とされている。この場合における動吸振器２５の質量比と床衝撃音レベルの改善量との関係を示す試験結果が表１に示されている。

なお、対象の周波数は、６３Ｈｚとし、動吸振器２５における固有振動数の設定値は、５０Ｈｚとした。ここで、周波数を６３Ｈｚとしたのは、重量床衝撃音の場合、その床衝撃音性能は、１／１オクターブバンドレベルの６３Ｈｚで決定することが９０％以上であることを考慮したものである。

表１における床衝撃音レベルの改善量は、動吸振器２５を全く取り付けない構成の床構造における重量床衝撃音レベル（ｄＢ）を基準にした改善量である。表１に示されるように、前述の条件においては、Ｍ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５とした場合、プラスの改善量とすることができ、Ｍ×（１／７．５）≦ｍ≦Ｍ×１．７とした場合、改善量を３ｄＢ以上とすることができ、Ｍ×（１／４）≦ｍ≦Ｍ×１．３とした場合、改善量を４ｄＢ以上とすることができた。

次に、図１に示される動吸振器２５における固有振動数の設定について、説明する。動吸振器２５の質量をｍ（ｋｇ）、クッション台座２６のばね定数をｋ（Ｎ／ｍ）として、動吸振器２５における固有振動数ｆ_０Ｘ（Ｈｚ）（ｆ_０Ｘ＝１／２π×√（ｋ／ｍ））を、床スラブ１２を備えた建物の躯体の各固有振動特性、前記建物の内装部の各固有振動特性、又は、予め想定された入力振動特性のいずれかに応じて設定することで、床衝撃音レベルを良好に改善することができる。すなわち、例えば、スラブ特性により求められる値、減衰させたい入力の衝撃力周波数特性値等の任意の周波数ｆｙ（Ｈｚ）に設定することで、床衝撃音レベルを良好に改善することができる。

ここで、動吸振器２５における固有振動数ｆ_０Ｘ（Ｈｚ）の設定は、ｆ_０Ｘ＝１／２π×√（ｋ／ｍ）の式より、動吸振器２５の質量ｍ（ｋｇ）、及び、クッション台座２６のばね定数ｋ（Ｎ／ｍ）を設定することによって行う。

設定に当り、動吸振器２５の固有振動数ｆ_０Ｘは、ｆｙ×（１／２）≦ｆ_０Ｘ≦ｆｙ×２の範囲において優れた効果を発揮し、好ましい範囲は、ｆｙ×（１／１．６）≦ｆ_０Ｘ≦ｆｙ×１．６である。

表２には、減衰させたい任意の周波数（床スラブ１２を備えた建物の躯体の各固有振動数、前記建物の内装部の各固有振動数、又は、予め想定された入力振動数）を６３Ｈｚとした場合の、動吸振器２５の固有振動数と床衝撃音レベルの改善量との関係を示す試験結果が示されている。改善量は、動吸振器２５を取り付けない構成の床構造における重量床衝撃音レベルを基準にしたものである。

なお、床衝撃音レベル比較周波数は、６３Ｈｚとした。周波数を６３Ｈｚとしたのは、重量床衝撃音の場合、その床衝撃音性能は、１／１オクターブバンドレベルの６３Ｈｚで決定することが９０％以上であることを考慮したものである。また、躯体床となる床スラブは、ＲＣラーメン構造、スラブ厚さ２００ｍｍ、梁スパン４ｍ×５ｍであった。

表２に示されるように、任意の周波数（床スラブ１２を備えた建物の躯体の各固有振動数、前記建物の内装部の各固有振動数、又は、予め想定された入力振動数）の６３Ｈｚ（ｆｙ）に対し、動吸振器２５の固有振動数ｆ_０Ｘ（Ｈｚ）を、３０Ｈｚ（ｆｙ×（１／２））≦ｆ_０Ｘ≦１３０Ｈｚ（ｆｙ×２．０）とした場合、改善量を２ｄＢ以上得ることができ、３５Ｈｚ≦ｆ_０Ｘ≦１２０Ｈｚとした場合、改善量を３ｄＢ以上、４０Ｈｚ（ｆｙ×（１／１．６））≦ｆ_０Ｘ≦１００Ｈｚ（ｆｙ×１．６）とした場合、改善量を４ｄＢ以上得ることができた。

以上のように、動吸振器２５の固有振動数ｆ_０Ｘを、スラブ特性により求められる値、減衰させたい入力の衝撃力周波数特性値等の任意の周波数ｆｙ（Ｈｚ）に設定することにより床衝撃音遮断性能が良好となる。
（実施形態の施工手順）
次に、図２に示される床支持具１５を用いて二重床の床構造１０を構成する際の施工手順について説明する。

まず、一体化されたクッションゴム１８、中間受け部材２０、クッション台座２６及び質量体２８を、クッションゴム１８を下にして準備する。

次に、質量体２８の挿入孔２８Ａ及びクッション台座２６の挿入孔２６Ａに支持ボルト２２を上方から挿入し、支持ボルト２２の雄ネジ部２２Ａを中間受け部材２０の雌ネジ部２０Ｂに螺合させて取り付け、直立させる。次に、床下地パネル１４Ａに固着されたパネル受け部材２４の雌ネジ部２４Ｃに支持ボルト２２の雄ネジ部２２Ｂを螺合させる。

ここで、マイナスドライバを支持ボルト２２の凹部（図示省略）に差し込んで支持ボルト２２を回転させることによって、床スラブ１２からの下地パネル１４Ａの高さを調節する。

次に、下地パネル１４Ａ上に捨張材１４Ｂが敷設され、捨張材１４Ｂ上に仕上げ材１４Ｃが敷設される。以上によって、二重床の床構造１０が構成される。

このように、施工時には、従来のように、制振材又は遮音材を床全面に配置する必要がないので、施工性が良く、また、軽量で安価な床構造１０とすることができる。
（実施形態の作用）
次に、上記の実施形態の作用を説明する。

上階で発せられた床衝撃音（例えば、歩行音等）の振動は、上床材１４からパネル受け部材２４、支持ボルト２２、及び、中間受け部材２０を介してクッション台座２６へ伝わる。これによって、クッション台座２６が弾性変形し、質量体２８が振動を吸収するように上下動することで、振動を減衰する。

ここで、クッション台座２６は、支持ボルト２２を囲んで配置されているため、支持ボルト２２に沿って弾性変形することになり、また、質量体２８も支持ボルト２２を囲んで配置されているため、支持ボルト２２に沿って移動することになるので、動吸振の作用が安定する。

また、中間受け部材２０にクッション台座２６が固着され、クッション台座２６に質量体２８が固着されているので、例えば、振動によって質量体２８がクッション台座２６から浮く等のような無駄な移動を抑えられ、また、質量体２８の移動を振動周期に追従させ易くなるので、動吸振効果を高めることができる。

減衰された振動は、さらにクッションゴム１８によって減衰されて床スラブ１２へ伝わる。このため、床衝撃音が良好に遮断される。

なお、以上説明したような動吸振器２５を備えた床支持具１５を、上床材１４における振動の発生しやすい床特定領域（例えば、廊下等の歩行用通路）の下方等のように、振動が発生しやすい部分に対応した位置に配置すると、床衝撃音が効果的に遮断される。

なお、上記実施形態では、第２弾性部材としてのクッション台座２６が、支持部材としての支持ボルト２２を介して第１弾性部材としてのクッションゴム１８に支持されているが、第２弾性部材が支持部材を介さずに第１弾性部材に支持される構成としてもよく、また、第２弾性部材が床材に支持される構成としてもよい。

また、上記実施形態では、第２弾性部材が軟質ゴムで構成されたクッション台座２６である場合を例に挙げて説明したが、第２弾性部材は、例えば、圧縮コイルバネ等のような弾性変形可能な他の弾性部材であってもよい。

さらに、上記実施形態では、第２弾性部材としてのクッション台座２６が接着剤等によって中間受け部材２０に固着されているが、第２弾性部材は、例えば、支持部材に直接固着される等のように、上記実施形態以外の配置された位置に固着される構成としてもよい。また、第２弾性部材は、機械的接合によって中間受け部等の配置された位置に取り付けられてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、中間受け部としての中間受け部材２０が、支持部材としての支持ボルト２２に取り付けられて一体化されているが、支持部材の一部に中間受け部や床受け部を形成してもよい。

なお、上記実施形態では、床スラブ１２がコンクリート製であるコンクリート床の場合について説明したが、床スラブは、木製等の他の床基盤であってもよい。

また、動吸振器２５における固有振動数ｆ_０Ｘを、床スラブ１２を備えた建物の躯体（例えば、床スラブ１２、梁、壁等）の各固有振動数、前記建物の内装部（例えば、仕上げ材１４Ｃ、内装壁、内装天井等）の各固有振動数、又は、予め想定された振動源の入力振動数のいずれかに応じて設定（例えば、対象とする振動数と等しい振動数、対象とする振動の周波数に対して遮断周波数となる範囲の振動数等に設定）することで、床衝撃音レベルを良好に改善することができる。

また、床の改修時等のように対象となる躯体床（床スラブ）が限定される場合には、その躯体床（床スラブ）の固有振動数（例えば、３１．５Ｈｚ〜１２５Ｈｚ帯域）、音源が特定されている場合には、減衰させたい入力の衝撃力周波数特性、（聴覚上）気になる任意の周波数に、それぞれ応じて、動吸振器２５の固有振動数ｆ_０Ｘを合わせると、遮音効果が大きい。

本発明の実施形態に係る床構造の縦断面を示す断面図である。図１の床支持具を拡大した拡大断面図である。本発明の実施形態に係る床構造の原理を示す原理図である。

符号の説明

１０床構造
１２床スラブ
１４上床材（床材）
１８クッションゴム（第１弾性部材）
２２支持ボルト（支持部材）
２５動吸振器
２６クッション台座（第２弾性部材）
２８質量体

Claims

床スラブ上に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第１弾性部材と、
前記第１弾性部材上に支持され、前記床スラブと反対方向へ延びる支持部材と、
前記支持部材上に支持され、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材と、
前記第１弾性部材、前記支持部材、又は、前記床材に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第２弾性部材を備えると共に、前記第２弾性部材に支持され、前記第２弾性部材の弾性変形によって変位して振動を減衰させる質量体を備えた動吸振器と、
を有し、前記動吸振器の質量をｍ、単位面積当りの前記床材、前記支持部材及び前記第１弾性部材の質量合計を、前記単位面積当りの動吸振器を支持する支持数で除した値をＭとした場合、前記動吸振器の質量ｍをＭ×（１／１５）≦ｍ≦Ｍ×２．５としたことを特徴とする床構造。
床スラブ上に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第１弾性部材と、
前記第１弾性部材上に支持され、前記床スラブと反対方向へ延びる支持部材と、
前記支持部材上に支持され、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材と、
前記第１弾性部材、前記支持部材、又は、前記床材に支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第２弾性部材を備えると共に、前記第２弾性部材に支持され、前記第２弾性部材の弾性変形によって変位して振動を減衰させる質量体を備えた動吸振器と、
を有し、
前記動吸振器の質量をｍ（ｋｇ）、前記第２弾性部材のばね定数をｋ（Ｎ／ｍ）として、前記動吸振器における固有振動数ｆ_０Ｘ（Ｈｚ）（ｆ_０Ｘ＝１／２π×√（ｋ／ｍ））を、前記床スラブを備えた建物の躯体の各固有振動特性、前記建物の内装部の各固有振動特性、又は、予め想定された入力振動特性のいずれかに応じて設定することを特徴とする床構造。