JP2009263864A - Vibration control device for floor vibration and floor impact sound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住宅の床振動および床衝撃音の制振装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration control device for house floor vibration and floor impact sound.
住宅の床には、例えば、木材やFRP、ガラス、鋼板など殆ど減衰性を有しない材料で構成されている。この種の材料で構成された構造物は、一旦振動を開始するとその振動が収まるまでに長時間が掛かることから、その構造物に対して、種々の制振装置を取り付けて振動を抑制するようにしている。 The floor of a house is made of a material that has almost no attenuation, such as wood, FRP, glass, and steel plate. Since a structure composed of this type of material takes a long time for the vibration to settle once it starts vibration, various vibration control devices are attached to the structure to suppress the vibration. I have to.
例えば、特許文献1及び特許文献2には、橋梁や住宅等の構造物の振動を抑制するために用いられる板ばね式ダイナミックダンパが開示されている。この板ばね式ダイナミックダンパは、板ばねの一端部にマス部材(重錘)を設け、制振対象となる構造物に対して、その板ばねの他端部を固定することにより取り付けられて使用される。
For example,
特許文献1の板ばね式ダイナミックダンパにおいては、互いに間隔をとって平行に配置される2枚以上の板ばねが用いられ、隣り合う2枚の板ばね同士を粘弾性体又は粘性体ダンパを介して固定することにより、板ばねに減衰性を持たせるようにしている。特許文献2、3に開示された板ばね式ダイナミックダンパにおいては、板ばねに対して高減衰ゴム材(ダンピング材)と拘束板(拘束材)を積層状態で固着することにより、板ばねに減衰性を持たせるようにしている。これら特許文献1〜3の板ばね式ダイナミックダンパは、構造がシンプルで、小型軽量化することができ、構造物への取り付けが簡単であるなどの点で有利なものである。
上記特許文献1の板ばね式ダイナミックダンパにおいては、隣り合う2枚の板ばね同士が粘弾性体又は粘性体ダンパを介して固定されていることから、各板ばねの一端部に設けられたマス部材(重錘)の動きは互いに同位相で振動するが、一方の板ばねに対して他方の板ばねがずれて変位し難くなり、多少のずれによって粘弾性体又は粘性体ダンパ内に剪断変形が生じるとしても、これによる減衰効果は期待できる程ではない。そのため、制振対象となる構造物の振動を早期に収束させることは困難となる。
In the leaf spring type dynamic damper disclosed in
一方、上記特許文献2及び3の板ばね式ダイナミックダンパのように、板ばねに対して高減衰ゴム材(ダンピング材)と拘束板(拘束材)を積層状態で固着した場合には、板ばねの充分な減衰性を確保するためには、多量の高減衰ゴム材(ダンピング材)や拘束板(拘束材)が必要となる。そのため、重量が著しく増大する傾向にあり、軽量化の点で不利となる。
On the other hand, when the high damping rubber material (damping material) and the restraining plate (restraining material) are fixed to the leaf spring in a laminated state like the leaf spring type dynamic dampers of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、より有利に軽量化が可能であり、振動を早期に収束させ得るようにした、住宅の床振動および床衝撃音の制振装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of reducing the weight more advantageously, and is capable of converging the vibration at an early stage. The purpose is to provide.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
(手段1)手段1に係る床振動および床衝撃音の制振装置は、
振動体である床、または、前記振動体に取り付けられる取付部材であるベース部材と、
マス部材と、
前記マス部材を前記ベース部材に対して前記振動体の振動方向に相対移動可能となるように、前記ベース部材に対して前記マス部材を複数箇所で支持する複数の板ばね部材と、
前記ベース部材および前記マス部材のうち何れか一方に固定されると共に、前記振動体が振動した場合に前記ベース部材および前記マス部材の他方に対して当接し且つ離間する弾性部材と、
を備えることを特徴とする。
(Means 1) A vibration damping device for floor vibration and floor impact sound according to
A floor that is a vibrating body, or a base member that is a mounting member attached to the vibrating body;
A mass member;
A plurality of leaf spring members that support the mass member at a plurality of locations with respect to the base member so that the mass member can be moved relative to the base member in the vibration direction of the vibrating body;
An elastic member fixed to one of the base member and the mass member and abutting against and separating from the other of the base member and the mass member when the vibrating body vibrates;
It is characterized by providing.
手段1によれば、振動体である床が振動した場合(床に衝撃音が発生した場合を含む)に、板ばね部材の弾性力によって、マス部材が、床の振動方向と同じ方向へ振動する。特に、本手段の制振装置は、複数の板ばね部材を備えており、複数の板ばね部材によりベース部材に対してマス部材を複数箇所で支持している。従って、床が振動した場合に、マス部材が、床の振動方向と同じ方向に安定して振動することが可能となる。
According to the
この制振装置のうちベース部材に対して振動する部位の振動によって、弾性部材は、ベース部材およびマス部材のうち弾性部材が固定されていない側の部材に対して、当接状態と離間状態とを繰り返す。つまり、弾性部材が、ベース部材およびマス部材のうち弾性部材が固定されていない側の部材に衝突する。この弾性部材の衝突により、ベース部材の振動エネルギーが効果的に吸収される。 Due to the vibration of the part that vibrates with respect to the base member in the vibration damping device, the elastic member is brought into contact with and separated from the member of the base member and mass member to which the elastic member is not fixed. repeat. That is, the elastic member collides with a member on the side of the base member and the mass member where the elastic member is not fixed. The vibration energy of the base member is effectively absorbed by the collision of the elastic member.
特に、上述したように、マス部材が床の振動方向と同じ方向に安定して振動することで、マス部材が、弾性部材との衝突に際して、有効に機能する。換言すると、マス部材の有効質量の割合が高めることができる。ここで、衝突によるベース部材の振動エネルギーの吸収効果は、マス部材の有効質量に依存する。従って、本手段によれば、マス部材の質量を低減しつつ、ベース部材の振動エネルギーを効果的に吸収することができる。 In particular, as described above, the mass member stably vibrates in the same direction as the vibration direction of the floor, so that the mass member functions effectively when it collides with the elastic member. In other words, the proportion of the effective mass of the mass member can be increased. Here, the absorption effect of the vibration energy of the base member due to the collision depends on the effective mass of the mass member. Therefore, according to this means, the vibration energy of the base member can be effectively absorbed while the mass of the mass member is reduced.
弾性部材による衝突の他にも、本手段における制振装置は、ダイナミックダンパとしても機能し得る。従って、本手段の制振装置は、衝突による制振効果に加えて、ダイナミックダンパとしての制振効果を発揮する。従って、これらの制振効果により、ベース部材の振動が早期に収束すると共に、振動ピーク値が低減する。その結果、床振動および床衝撃音を早期に収束すると共に、振動ピーク値を低減できる。このように、より有利に軽量化することが可能となり、振動体である床の振動および衝撃音を早期に収束させることが可能となる。そうすることで、上階の床の振動および音が下階へ伝達することを抑制できる。 In addition to the collision caused by the elastic member, the vibration damping device in this means can function as a dynamic damper. Therefore, the vibration damping device of this means exhibits the vibration damping effect as a dynamic damper in addition to the vibration damping effect due to the collision. Therefore, due to these damping effects, the vibration of the base member converges early and the vibration peak value is reduced. As a result, floor vibration and floor impact sound can be converged early, and the vibration peak value can be reduced. In this way, it is possible to reduce the weight more advantageously, and it is possible to quickly converge the vibration and impact sound of the floor as a vibrating body. By doing so, it is possible to suppress the vibration and sound of the upper floor from being transmitted to the lower floor.
ここで、本手段の制振装置のうちベース部材に対して振動する部位は、衝突による振動体である床の振動または衝撃音が問題となる振動数領域において、床振動と位相差を生じる固有振動数、好ましくは床の固有振動数より小さい固有振動数を有するようにチューニングされているとよい。本手段の制振装置のうちベース部材に対して振動する部位(以下、「制振装置の振動部位」という)における周波数特性は、この制振装置の振動部位の固有振動数付近における位相差が90°となり、当該固有振動数より大きな周波数における位相差は180°に近づくように変化し、逆に当該固有振動数より小さな周波数における位相差は0°に近づくように変化する。従って、上記のように固有振動数をチューニングすることで、制振装置の振動部位と振動体である床との位相差が90°付近から180°までの位相差となる。このようにすれば、振動体である床が振動した際に、制振装置の振動部位と振動体である床とが逆位相に近い位相で振動することにより相対変位する。従って、弾性部材による衝突を確実に繰り返すように動作する。 Here, in the vibration damping device of the present means, the portion that vibrates with respect to the base member has a characteristic that causes a phase difference with floor vibration in a frequency region where vibration of the floor, which is a vibrating body due to collision, or impact noise is a problem. It may be tuned to have a natural frequency that is less than the natural frequency, preferably the floor natural frequency. The frequency characteristics of a part that vibrates with respect to the base member (hereinafter referred to as “vibration part of the vibration damping device”) of the vibration damping device of the present means has a phase difference near the natural frequency of the vibration part of the vibration damping device. The phase difference at a frequency larger than the natural frequency changes so as to approach 180 °, and conversely, the phase difference at a frequency smaller than the natural frequency changes so as to approach 0 °. Therefore, by tuning the natural frequency as described above, the phase difference between the vibration part of the vibration damping device and the floor as the vibrating body becomes a phase difference from around 90 ° to 180 °. In this way, when the floor that is the vibrating body vibrates, the vibration part of the vibration damping device and the floor that is the vibrating body vibrate at a phase close to the opposite phase, thereby causing relative displacement. Therefore, it operates to reliably repeat the collision by the elastic member.
(手段2)手段1の床振動および床衝撃音の制振装置において、前記板ばね部材は、前記マス部材の支持位置と前記ベース部材の支持位置との間に1以上の屈曲箇所を有するように形成されているとよい。
(Means 2) In the floor vibration and floor impact sound damping device of
ここで、耐久性を維持するために、板ばね部材の板厚は大きい方が好ましい。しかし、板ばね部材の板厚が大きいと、板ばね部材の剛性が高くなってしまう。板ばね部材の剛性が高いと、本手段の制振装置の振動部位の固有振動数が大きくなる。本手段の制振対象である床の振動は、例えば100Hz以下の低い周波数帯である。耐久性を確保するために、板ばね部材の板厚を大きくするのみでは、本手段の制振装置の振動部位の固有振動数を目的の範囲にチューニングすることが容易ではない。制振装置の振動部位の固有振動数を小さくするためには、板ばね部材のばね定数を小さくすることと、マス部材の質量を大きくすることにより達成できる。ただし、マス部材の質量を大きくすることは、軽量化に反するため、適切ではない。そこで、本手段のように、板ばね部材に屈曲箇所を設けることで、当該屈曲箇所が変形しやすい箇所となる。つまり、本手段によれば、板ばね部材のばね定数を小さくすることが容易となる。 Here, in order to maintain durability, it is preferable that the plate spring member has a large plate thickness. However, if the plate thickness of the leaf spring member is large, the rigidity of the leaf spring member is increased. If the rigidity of the leaf spring member is high, the natural frequency of the vibration part of the vibration damping device of this means increases. The vibration of the floor which is the vibration suppression target of this means is a low frequency band of, for example, 100 Hz or less. In order to ensure durability, it is not easy to tune the natural frequency of the vibration part of the vibration damping device of this means to the target range only by increasing the plate thickness of the leaf spring member. In order to reduce the natural frequency of the vibration part of the vibration damping device, it can be achieved by reducing the spring constant of the leaf spring member and increasing the mass of the mass member. However, it is not appropriate to increase the mass of the mass member because it is contrary to weight reduction. Then, like this means, by providing a bent part in the leaf spring member, the bent part becomes a part that is easily deformed. That is, according to this means, it is easy to reduce the spring constant of the leaf spring member.
(手段3)手段2の床振動および床衝撃音の制振装置において、前記板ばね部材は、階段状を含むように形成してもよい。
(Means 3) In the vibration damping device for floor vibration and floor impact sound of
板ばね部材は、階段状であるため、少なくとも2以上の屈曲箇所を有することになる。そして、板ばね部材を階段状に形成することは、曲げプレス加工により比較的容易にできる。従って、本手段によれば、容易に形成でき、且つ、板ばね部材のばね定数を確実に小さくできる。なお、板ばね部材のばね定数の微調整は、板ばね部材の板幅により行うことができる。従って、板ばね部材の基本形状(屈曲箇所など)を変更することなく、ばね定数の微調整を非常に容易に行うことができる。 Since the leaf spring member has a step shape, it has at least two or more bent portions. And it is comparatively easy to form a leaf | plate spring member in step shape by bending press work. Therefore, according to this means, it can form easily and the spring constant of a leaf | plate spring member can be made small reliably. The fine adjustment of the spring constant of the leaf spring member can be performed by the leaf width of the leaf spring member. Therefore, fine adjustment of the spring constant can be performed very easily without changing the basic shape (such as a bent portion) of the leaf spring member.
(手段4)手段1〜3の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、前記板ばね部材は、前記マス部材の支持位置と前記ベース部材の支持位置との間に、湾曲部を有するように形成してもよい。
(Means 4) In the floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of the
階段状でなく、湾曲部を有する場合であっても、板ばね部材のばね定数を小さくすることができる。そして、板ばね部材に湾曲部を形成することは、プレス加工により比較的容易にできる。従って、本手段によれば、容易に形成でき、且つ、板ばね部材のばね定数を確実に小さくできる。なお、板ばね部材のばね定数の微調整は、板ばね部材の板幅により行うことができる。従って、板ばね部材の基本形状(湾曲部の曲率など)を変更することなく、ばね定数の微調整を非常に容易に行うことができる。 The spring constant of the leaf spring member can be reduced even when it has a curved portion instead of a stepped shape. And it is comparatively easy to form a curved part in a leaf | plate spring member by press work. Therefore, according to this means, it can form easily and the spring constant of a leaf | plate spring member can be made small reliably. The fine adjustment of the spring constant of the leaf spring member can be performed by the leaf width of the leaf spring member. Therefore, fine adjustment of the spring constant can be performed very easily without changing the basic shape of the leaf spring member (such as the curvature of the curved portion).
(手段5)手段4の床振動および床衝撃音の制振装置において、前記板ばね部材は、S字状を含むように形成するとよい。
(Means 5) In the floor vibration and floor impact sound damping device of
湾曲部が1か所では、板ばね部材のばね定数を小さくするには限界がある。そこで、S字状、すなわち、湾曲部が少なくとも2か所有する形状とすることで、確実に、板ばね部材のばね定数を小さくできる。 There is a limit to reducing the spring constant of the leaf spring member at one bending portion. Therefore, the spring constant of the leaf spring member can be reliably reduced by forming an S shape, that is, a shape having at least two curved portions.
(手段6)手段1〜5の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、それぞれの前記板ばね部材は、同一形状に形成されているとよい。
(Means 6) In the floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of the
手段6によれば、複数の板ばね部材を同一形状に形成することで、マス部材を床の振動方向と同じ方向に安定して振動させることができる。その結果、マス部材の有効質量の割合が高めることができる。 According to the means 6, by forming the plurality of leaf spring members in the same shape, the mass member can be stably vibrated in the same direction as the vibration direction of the floor. As a result, the ratio of the effective mass of the mass member can be increased.
(手段7)手段1〜6の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、それぞれの前記板ばね部材は、同一のばね定数に設定されているとよい。
(Means 7) In the floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of the
手段7によれば、マス部材を床の振動方向と同じ方向に安定して振動させることができる。その結果、マス部材の有効質量の割合が高めることができる。 According to the means 7, the mass member can be stably vibrated in the same direction as the vibration direction of the floor. As a result, the ratio of the effective mass of the mass member can be increased.
(手段8)手段1〜7の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、前記マス部材の重心と全ての前記板ばね部材の弾性中心とを結ぶ直線が、前記振動体の主振動方向に一致するように設定されているとよい。
(Means 8) In the floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of the
手段8によれば、確実に、マス部材を床の振動方向と同じ方向に安定して振動させることができる。その結果、マス部材の有効質量の割合が高めることができる。 According to the means 8, the mass member can be reliably vibrated in the same direction as the vibration direction of the floor. As a result, the ratio of the effective mass of the mass member can be increased.
(手段9)手段8の床振動および床衝撃音の制振装置において、前記弾性部材のうち前記ベース部材および前記マス部材の他方との当接平面の図心が、前記マス部材の重心と前記弾性中心とを結ぶ直線上に位置するように設定されているとよい。 (Means 9) In the vibration damping device for floor vibration and floor impact sound of means 8, the centroid of the contact plane of the elastic member with the other of the base member and the mass member is the center of gravity of the mass member and the mass member. It is good to set so that it may be located on the straight line which connects an elastic center.
手段9によれば、より確実に、マス部材を床の振動方向と同じ方向に安定して振動させることができる。その結果、マス部材の有効質量の割合が高めることができる。なお、図心とは、平面における重心に相当する点である。 According to the means 9, the mass member can be more reliably vibrated stably in the same direction as the vibration direction of the floor. As a result, the ratio of the effective mass of the mass member can be increased. The centroid is a point corresponding to the center of gravity in the plane.
(手段10)手段1〜9の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、
それぞれの前記板ばね部材は、前記取付部材と一体的に形成されており、
前記弾性部材は、前記取付部材および前記マス部材のうち何れか一方に固定されると共に、前記振動体が振動した場合に前記取付部材および前記マス部材の他方に対して当接し且つ離間するようにするとよい。
(Means 10) In the floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of the
Each of the leaf spring members is formed integrally with the mounting member,
The elastic member is fixed to one of the attachment member and the mass member, and contacts and separates from the other of the attachment member and the mass member when the vibrating body vibrates. Good.
仮に、板ばね部材がベース部材と別体に取り付けられており、弾性部材がマス部材に固定されている場合には、マス部材のうち弾性部材が固定される位置とベース部材との離間距離を、高精度にすることが容易ではない。例えば、ベース部材のうち弾性部材が当接する位置の形状や表面粗さなどが異なると、当該離間距離が変化するおそれがある。これに対して、本手段のように、それぞれの板ばね部材と取付部材とが一体的に形成されている場合には、取付部材とマス部材との離間距離は、この一体形成品の精度に依存する。つまり、この一体形成品がどこに固定される場合であっても、常に、当該離間距離の精度は、一体形成品の精度に依存する。従って、取付部材とマス部材との離間距離を高精度にすることができる。 If the leaf spring member is attached separately from the base member and the elastic member is fixed to the mass member, the separation distance between the position of the mass member where the elastic member is fixed and the base member is set. It is not easy to make high precision. For example, if the shape of the position where the elastic member abuts on the base member or the surface roughness is different, the separation distance may change. On the other hand, when each leaf spring member and the mounting member are integrally formed as in this means, the separation distance between the mounting member and the mass member depends on the accuracy of the integrally formed product. Dependent. That is, no matter where the integrally formed product is fixed, the accuracy of the separation distance always depends on the accuracy of the integrally formed product. Therefore, the separation distance between the mounting member and the mass member can be made highly accurate.
(手段11)手段1〜10の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、
前記板ばね部材は、前記弾性部材を間に挟むように配置された一対からなり、
それぞれの前記板ばね部材により前記マス部材が支持される複数の支持位置と、それぞれの前記板ばね部材により前記ベース部材が支持される複数の支持位置とが直線状に位置するように設定されているとよい。
(Means 11) In the floor vibration and floor impact sound damping device of any one of
The leaf spring member consists of a pair arranged so as to sandwich the elastic member therebetween,
A plurality of support positions where the mass members are supported by the plate spring members and a plurality of support positions where the base member is supported by the plate spring members are set linearly. It is good to be.
手段11によれば、制振装置における、マス部材側の複数の支持位置とベース部材側の複数の支持位置とを結ぶ直線に直交する方向の幅が、小さくできる。従って、床下などの狭いスペースに、本手段の制振装置を設置することが可能となる。
According to the
(手段12)手段1〜11の何れかの床振動および床衝撃音の制振装置において、前記弾性部材は、粘弾性体または液体封入ダンパとしてもよい。
(Means 12) In the floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of the
手段12によれば、弾性部材がベース部材およびマス部材のうち固定されていない部材に衝突した時に、良好な減衰機能を発揮することができる。粘弾性体としては、例えば、熱可塑性エラストマ-やブチルゴムなどの合成ゴムの加硫状態または未加硫状態、あるいは、天然ゴムの加硫状態または未加硫状態などの材料を用いることができる。また、液体封入ダンパとしては、例えば、少なくとも一部に弾性変形可能な可撓部を有する容器部材と、該容器部材の内部に封入された液体とを備えたものなど、従来から公知のものを採用することができる。
According to the
以下、本発明の床振動および床衝撃音の制振装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a floor vibration and floor impact sound damping device according to the invention will be described with reference to the drawings.
<第一実施形態>
第一実施形態の床振動および床衝撃音の制振装置(以下、単に「制振装置」と称する)1について、図1〜図6を参照して説明する。図1は、制振装置1を振動体である床2に取り付けた状態の正面図である。図2は、図1の右側面である。図3は、制振装置1の平面図である。図4は、制振装置1の底面図である。図5は、制振装置1の右側面図である。図6は、図5のA−A断面図である。
<First embodiment>
A floor vibration and floor impact sound damping device (hereinafter simply referred to as a “damping device”) 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of a state in which the
図1および図2に示すように、制振装置1は、住宅の床2と天井3との間であって、床根太4およびL字型ブラケット5を介して住宅の床2に固定されている。床根太4は、住宅の床2の下面に固定されている。L字型ブラケット5は、L字型形状をなしており、床根太4の側面に固定される鉛直方向に平行な鉛直平板部51と、鉛直平板部51の上端から水平方向に延びる水平平板部52とから構成されている。水平平板部52には、4か所の貫通ねじが形成されている。そして、制振装置1は、水平平板部52の上面に固定されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
図3〜図6に示すように、制振装置1は、支持部材10と、マス部材20と、弾性部材30とから構成されている。支持部材10は、鋼板により形成されており、ベース部11(本発明の「ベース部材」および「取付部材」に相当する)と、保持部12(本発明の「ベース部材」および「取付部材」に相当する)と、板ばね部13、14(本発明の「板ばね部材」に相当する」と、マス側取付座部15、16とから構成される。支持部材10を構成する各部は、平板をプレス加工することにより、一体的に形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
ベース部11は、外形が矩形の平板状をなしている。このベース部11には、四隅にボルト挿通孔11aが形成されている。このボルト挿通孔11aに挿通されたボルトは、L字型ブラケット5の水平平板部52の貫通ねじに螺合される。つまり、ベース部11は、L字型ブラケット5に固定される。
The
保持部12は、ベース部11の中央に形成されており、ベース部11に対して鉛直上方に突出するように形成されている。この保持部12の外形は、長円形をなしている。保持部12には、中央に、図4に示すような瓢箪型の貫通孔12aが形成されている。この瓢箪型の貫通孔12aの一端側(図4の右側)は、大径の円形をなしている。この保持部12には、弾性部材30が固定される。
The holding
板ばね部13、14は、弾性部材30を挟むように一対設けられている。板ばね部13、14は、ベース部11の対向する一対の外縁から、それぞれ外側で且つ直線状の反対方向に延びるように設けられている。
A pair of
板ばね部13は、細長板状の長手方向に2つの屈曲箇所を有する形状に形成されている。板ばね部13の2つの屈曲箇所は、90°で、相互に反対側に屈曲されている。すなわち、板ばね部13は、何れも、階段状またはクランク状に形成されている。そして、板ばね部13の一端の平板部分が、ベース部11の端辺から鉛直上方に延びるように屈曲形成されている。つまり、板ばね部13の長手方向一端は、ベース部11の支持位置となる。一方、板ばね部13の他端は、マス部材20の下面に当接する位置となる。つまり、板ばね部13の長手方向他端は、マス部材20の支持位置となる。従って、板ばね部13は、ベース部11とマス部材20との間に2つの屈曲箇所を有しており、板ばね部13の中間平板部分が、ベース部11の鉛直上方空間の外側であって、ベース部11に平行に設けられている。
The
板ばね部14は、板ばね部13と、同一形状であって、同一材料により形成されている。つまり、板ばね部14のばね定数は、板ばね部13のばね定数と同一となるように設定されている。この板ばね部14は、板ばね部13に対して、弾性部材30が配置される位置を中心とする対称形状に形成されている。つまり、板ばね部14の長手方向一端は、ベース部11のうち板ばね部13が設けられている外縁に平行な外縁に設けられている。そして、板ばね部14の長手方向他端は、板ばね部13の長手方向他端の高さと同一高さに設けられている。
The
一方のマス側取付座部15は、ほぼ正方形の板状に形成されており、一方の板ばね部13の長手方向他端から、ベース部11から離れる側に且つベース部11に平行となるように設けられている。このマス側取付座部15には、ボルト挿通孔が設けられている。また、他方のマス側取付座部16は、一方のマス側取付座部15と同一形状に形成されており、他方の板ばね部14の長手方向他端から、ベース部11から離れる側に且つベース部11に平行となるように設けられている。つまり、一対のマス側取付座部15、16は、同一平面上に位置している。
One mass-side mounting
マス部材20は、鉄系金属により所定の質量を有するようにして直方体状に形成されている。このマス部材20の下面には、両端側に雌ねじが形成されている。そして、マス部材20は、一対のマス側取付座部15、16の上面に配置され、ボルトによりマス側取付座部15、16に固定されている。つまり、マス部材20は、ベース部11に対して、床2の振動方向(鉛直方向)に相対移動可能となるように、ベース部11に対して一対の板ばね部材13、14により複数箇所で支持されている。マス部材20がベース部11に対して、床2の振動方向に相対移動可能となるようにするために、マス部材20の重心G1と一対の板ばね部13、14の弾性中心G2とを結ぶ直線が、床2の振動方向に一致するように設定されている。さらに、このマス部材20と板ばね部13、14のばね定数とによって得られる固有振動数は、床2の固有振動数よりも小さくなるようにチューニングされている。
The
弾性部材30は、ゴム(粘弾性体)からなり、保持部12に固定されると共に、床2が振動した場合にマス部材20の下面に対して当接し且つ離間する。具体的には、弾性部材30は、衝突本体部31と、係合ストッパ部32とから構成される。衝突本体部31は、円錐台形状に形成されている。この端面間距離は、保持部12の上面と、床2が振動していない状態におけるマス部材20の下面との離間距離にほぼ等しくされている。係合ストッパ部32は、衝突本体部31の大径側端面に設けられ、茸状に形成されている。この係合ストッパ部32の首部32aの直径は、保持部12の瓢箪型の貫通孔12aの幅細側の幅より僅かに小さくされている。また、係合ストッパ部32の先端大径突起部32bの高さは、保持部12の下面とベース部11の下面との離間距離とほぼ等しく形成されている。この係合ストッパ部32の先端大径突起部32bの直径は、瓢箪型の貫通孔12aの大径円形の直径より小さく、かつ、貫通孔12aの幅細側の幅より大きくされている。
The
このように形成される弾性部材30は、以下のようにして、保持部12に固定される。まず、衝突本体部31が、マス部材20側に位置するようにして、係合ストッパ部32の先端大径突起部32bを保持部12の瓢箪型の貫通孔12aの大径円形に挿通する。続いて、係合ストッパ部32の首部32aが、瓢箪型の貫通孔12aの幅細側にスライドさせる。このとき、弾性部材30の衝突本体部31と、係合ストッパ部32の先端大径突起部32bとにより、保持部12が挟まれる。さらに、衝突本体部31の先端は、初期状態(床2が振動していない状態)において、マス部材20の下面に当接している状態としても、マス部材20の下面から僅かに離間している状態としてもよい。また、係合ストッパ部32の先端大径突起部32bは、保持部12とL字型フランジ部5の水平平板部52の上面とにより僅かに押圧された状態で挟まれている。このようにして、弾性部材30が保持部12に固定される。
The
このとき、弾性部材30の衝突本体部31とマス部材20の下面との当接し得る平面(本実施形態では円形)の図心は、マス部材20の重心G1と一対の板ばね部13、14の弾性中心G2とを結ぶ直線上に位置するように設定されている。
At this time, the centroid of the flat surface (circular in this embodiment) where the collision
制振装置1を以上のように構成することにより、以下のように動作する。床2が振動した場合(床2に衝撃音が発生した場合を含む)に、板ばね部13、14の弾性力によって、マス部材20が、床2の振動方向と同じ方向へ振動する。
By configuring the
特に、制振装置1は、2つの板ばね部13、14を備えており、2つの板ばね部13、14によりベース部11に対してマス部材20を複数箇所で支持している。2つの板ばね部13、14は、同一形状に形成され、且つ、同一のばね定数に設定されている。さらに、マス部材20の重心G1と2つの板ばね部13、14の弾性中心G2とを結ぶ直線が、床2の振動方向に一致するように設定されている。従って、床2が振動した場合に、マス部材20が、床2の振動方向と同じ方向に安定して振動することが可能となる。さらに加えて、弾性部材30の衝突本体部31とマス部材20の下面との当接し得る平面の図心が、マス部材20の重心G1と一対の板ばね部13、14の弾性中心G2とを結ぶ直線上に位置するように設定されていることにより、より確実に、マス部材20を床2の振動方向と同じ方向に安定して振動させることができる。
In particular, the
そして、ベース部11に対するマス部材20の振動によって、弾性部材30は、マス部材20に対して当接状態と離間状態とを繰り返す。つまり、弾性部材30が、マス部材20に衝突する。この弾性部材30がマス部材20に衝突することにより、ベース部11、ひいては、ベース部11が固定されている床2の振動エネルギーが効果的に吸収される。
Then, due to the vibration of the
特に、上述したように、マス部材20が床2の振動方向と同じ方向に安定して振動することで、マス部材20が、弾性部材30との衝突に際して、有効に機能する。つまり、マス部材20の有効質量(振動エネルギー吸収に寄与する質量)の割合が高めることができる。特に、上述したように設定することで、マス部材20の振動方向が、床2の振動方向にほぼ完全に一致させることができるため、マス部材20の有効質量が100%に近くなる。
In particular, as described above, the
ここで、衝突によるベース部材の振動エネルギーの吸収効果は、マス部材20の有効質量に依存する。つまり、マス部材20全体の質量に対するマス部材20の有効質量の割合が大きいほど、マス部材20の質量を小さくしたとしても、振動エネルギーの吸収効果が高くなる。従って、本実施形態の制振装置1によれば、マス部材20の質量を低減しつつ、床2の振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
弾性部材30による衝突の他にも、本実施形態における制振装置1は、ダイナミックダンパとしても機能し得る。従って、制振装置1は、衝突による制振効果に加えて、ダイナミックダンパとしての制振効果を発揮する。従って、これらの制振効果により、床の振動が早期に収束すると共に、振動ピーク値が低減する。その結果、床振動および床衝撃音を早期に収束すると共に、振動ピーク値を低減できる。このように、より有利に軽量化することが可能となり、振動体である床の振動および衝撃音を早期に収束させることが可能となる。そうすることで、上階の床の振動および音が下階へ伝達することを抑制できる。
Here, the absorption effect of the vibration energy of the base member due to the collision depends on the effective mass of the
In addition to the collision caused by the
ここで、マス部材20と板ばね部13、14のばね定数とによって得られる固有振動数F1は、床2の問題となる振動数F2との位相差を生じるようにチューニングされている。制振装置1の振動部位における周波数特性は、この制振装置1の振動部位の固有振動数F1付近における位相差が90°となり、当該固有振動数F1より大きな周波数における位相差は180°に近づくように変化し、逆に当該固有振動数F1より小さな周波数における位相差は0°に近づくように変化する。従って、上記のように固有振動数F1をチューニングすることで、制振装置1の振動部位と床2との位相差が生じ、好ましくは90°付近から180°までの位相差となる。このようにすれば、床2が振動した際に、制振装置1の振動部位と床2とが逆位相に近い位相で振動することにより相対変位する。従って、弾性部材30とマス部材20との衝突を確実に繰り返すように動作する。
Here, the natural frequency F1 obtained by the
また、板ばね部13、14は、マス部材20の支持位置とベース部11の支持位置との間に2つの屈曲箇所を有するように形成している。つまり、板ばね部13、14は、階段状を含むように形成している。
Further, the
ここで、耐久性を維持するために、板ばね部13、14の板厚は大きい方が好ましい。しかし、板ばね部13、14の板厚が大きいと、板ばね部13、14の剛性が高くなってしまう。板ばね部13、14の剛性が高いと、制振装置1の振動部位の固有振動数F1が大きくなる。上述したように、マス部材20と板ばね部13、14のばね定数とによって得られる床の振動または衝撃音が問題となる振動数領域において、床振動と位相差を生じる固有振動数、好ましくは床の固有振動数より小さい固有振動数を有するようにチューニングされる必要がある。しかし、耐久性を確保するために、板ばね部13、14の板厚を大きくするのみでは、制振装置1の振動部位の固有振動数F1を床2の問題となる振動数F2付近にチューニングすることが容易ではない。
Here, in order to maintain durability, it is preferable that the
制振装置1の振動部位の固有振動数F1を小さくするためには、板ばね部13、14のばね定数を小さくすることと、マス部材20の質量を大きくすることにより達成できる。ただし、マス部材20の質量を大きくすることは、軽量化に反するため、適切ではない。そこで、上記のように、板ばね部13、14に屈曲箇所を設けて階段状とすることで、屈曲箇所が変形しやすい箇所となる。つまり、板ばね部13、14のばね定数を小さくすることが容易となる。
In order to reduce the natural frequency F1 of the vibration part of the
さらに、板ばね部13、14を階段状に形成することは、曲げプレス加工により比較的容易にできる。なお、板ばね部13、14のばね定数の微調整は、板ばね部13、14の板幅(図4の上下方向幅)を調整することにより行うことができる。従って、板ばね部13、14の基本形状(屈曲箇所など)を変更することなく、板ばね部13、14のばね定数の微調整を非常に容易に行うことができる。
Further, the
また、2つの板ばね部13、14は、ベース部11と一体的に形成されており、弾性部材30は、ベース部11に一体的な保持部12に固定されると共に、床2が振動した場合に弾性部材30はマス部材20に対して当接し且つ離間するように動作する。
The two
仮に、板ばね部13、14がベース部11と別体に取り付けられており、弾性部材30がマス部材20に固定されている場合には、マス部材20のうち弾性部材30が固定される位置とベース部11またはL字型フランジ部5の水平平板部52との離間距離を、高精度にすることが容易ではない。しかし、本実施形態のようにすることで、ベース部11とマス部材20との離間距離は、ベース部11と板ばね部13、14を備える一体形成品(支持部材10)の成形精度に依存する。つまり、この一体形成品である支持部材10がどこに固定される場合であっても、常に、当該離間距離の精度は、一体形成品である支持部材10の成形精度に依存する。従って、ベース部11とマス部材20との離間距離を高精度にすることができる。
Temporarily, the leaf |
また、板ばね部13、14は、弾性部材30を間に挟むように配置された一対からなり、2つの板ばね部材13、14によりマス部材20が支持される複数の支持位置と、2つの板ばね部13、14によりベース部11が支持される複数の支持位置とが直線状に位置するように設定されている。これにより、制振装置1における、マス部材20側の複数の支持位置とベース部11側の複数の支持位置とを結ぶ直線に直交する方向の幅が、小さくできる。従って、床下などの狭いスペースに、本実施形態の制振装置1を設置することが可能となる。
Further, the
<第一実施形態の変形態様>
上記実施形態において、弾性部材30は、ゴム(粘弾性体)を用いた。この他に、弾性部材30は、液体封入ダンパを用いることもできる。液体封入ダンパとしては、例えば、少なくとも一部に弾性変形可能な可撓部を有する容器部材と、該容器部材の内部に封入された液体とを備えたものなど、従来から公知のものを採用することができる。
<Modification of First Embodiment>
In the above embodiment, the
<第二実施形態>
第二実施形態の床振動および床衝撃音の制振装置100について、図7を参照して説明する。図7は、制振装置100をL字型フランジ部5に固定した状態における、断面図である。なお、図7は、第一実施形態における制振装置1を示す図5のA−A断面図に対応する。第二実施形態の制振装置100は、第一実施形態の制振装置1に対して、支持部材10を上下反対に取り付けたものである。
<Second embodiment>
The floor vibration and floor impact
つまり、第一実施形態におけるベース部11の部分が、マス部材20の下面に固定される。一方、第一実施形態におけるマス側座部15、16が、L字型フランジ部5の水平平板部52に固定される。そして、弾性部材30は、保持部12に固定される。従って、床2が振動した場合には、弾性部材30の先端が、L字型フランジ部5の水平平板部52の上面に衝突する。
That is, the portion of the
この場合も、第一実施形態と同様に、マス部材20の有効質量を高めることができる。従って、高い制振効果を発揮する。ただし、第二実施形態の制振装置100は、弾性部材30がL字型フランジ部5に衝突する。そのため、第一実施形態の制振装置1に比べて、第二実施形態の制振装置100は、弾性部材30が固定される位置と弾性部材30が衝突する対象物との離間距離を、高精度にすることについては劣る。その他は、第一実施形態の制振装置1と実質的に同様の効果を発揮する。
Also in this case, the effective mass of the
<第三実施形態>
第三実施形態の床振動および床衝撃音の制振装置200について、図8を参照して説明する。図8は、制振装置200の断面図である。なお、図8は、第一実施形態における制振装置1を示す図5のA−A断面図に対応する。第三実施形態の制振装置200は、第一実施形態の制振装置1に対して、支持部材210の形状が異なる。
<Third embodiment>
A floor vibration and floor impact
支持部材210は、ベース部11と、保持部12と、板ばね部213、214と、マス側座部15、16とから構成される。つまり、第三実施形態の支持部材210は、第一実施形態の支持部材10に対して、板ばね部213、214のみ相違する。板ばね部213、214は、細長板状の長手方向に2つの屈曲箇所を有する。板ばね部213、214の2つの屈曲箇所は、約60°で、相互に反対側に屈曲されている。そして、板ばね部213、214の一端の平板部分が、ベース部11の端辺から僅かに屈曲する状態となるように設けられている。一方、板ばね部213、214の他端は、マス側座部15、16から僅かに屈曲する状態となるように設定されている。そして、板ばね部213、214の中間平板部分が、ベース部11に対して直交するように設けられている。第三実施形態の制振装置200は、第一実施形態1と同様の効果を奏する。なお、第二実施形態の制振装置100のように、第三実施形態の制振装置200における支持部材210を上下反対に取り付けることもできる。
The
<第四実施形態>
第四実施形態の床振動および床衝撃音の制振装置300について、図9を参照して説明する。図9は、制振装置300の断面図である。なお、図9は、第一実施形態における制振装置1を示す図5のA−A断面図に対応する。第四実施形態の制振装置300は、第一実施形態の制振装置1に対して、支持部材310の形状が異なる。
<Fourth embodiment>
A
支持部材310は、ベース部11と、保持部12と、板ばね部313、314と、マス側座部15、16とから構成される。つまり、第四実施形態の支持部材310は、第一実施形態の支持部材10に対して、板ばね部313、314のみ相違する。板ばね部313、314は、S字状からなる湾曲部を有する。第四実施形態の制振装置300は、第一実施形態1と同様の効果を奏する。なお、第二実施形態の制振装置100のように、第四実施形態の制振装置300における支持部材310を上下反対に取り付けることもできる。
The
<その他>
上記実施形態においては、制振装置1をL字型フランジ部5に固定した。この他に、制振装置1を、床根太4または床2に直接固定してもよい。また、床2にフランジを固定して、当該フランジに制振装置を固定してもよい。
<Others>
In the above embodiment, the
1、100、200、300:制振装置
2:床、 3:天井、 4:床根太、 5:L字型フランジ部
10、210、310:支持部材、 11:ベース部、 11a:ボルト挿通孔
12:保持部、 12a:瓢箪型の貫通孔
13、14、213、214、313、314:板ばね部
15、16:マス側取付座部
20:マス部材、 30:弾性部材
31:衝突本体部、 32:係合ストッパ部
32a:首部、 32b:先端大径突起部
G1:マス部材20の重心、 G2:一対の板ばね部13、14の弾性中心
1, 100, 200, 300: Damping device 2: Floor, 3: Ceiling, 4: Floor joist, 5: L-shaped
Claims (12)
振動体である床、または、前記振動体に取り付けられる取付部材であるベース部材と、
マス部材と、
前記マス部材を前記ベース部材に対して前記振動体の振動方向に相対移動可能となるように、前記ベース部材に対して前記マス部材を複数箇所で支持する複数の板ばね部材と、
前記ベース部材および前記マス部材のうち何れか一方に固定されると共に、前記振動体が振動した場合に前記ベース部材および前記マス部材の他方に対して当接し且つ離間する弾性部材と、
を備えることを特徴とする床振動および床衝撃音の制振装置。 A vibration damping device for floor vibration and floor impact sound,
A floor that is a vibrating body, or a base member that is a mounting member attached to the vibrating body;
A mass member;
A plurality of leaf spring members that support the mass member at a plurality of locations with respect to the base member so that the mass member can be moved relative to the base member in the vibration direction of the vibrating body;
An elastic member fixed to one of the base member and the mass member and abutting against and separating from the other of the base member and the mass member when the vibrating body vibrates;
A floor vibration and floor impact sound damping device comprising:
前記弾性部材は、前記取付部材および前記マス部材のうち何れか一方に固定されると共に、前記振動体が振動した場合に前記取付部材および前記マス部材の他方に対して当接し且つ離間する請求項1〜9の何れか一項に記載の床振動および床衝撃音の制振装置。 Each of the leaf spring members is formed integrally with the mounting member,
The elastic member is fixed to one of the attachment member and the mass member, and contacts and separates from the other of the attachment member and the mass member when the vibrating body vibrates. The floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of 1 to 9.
それぞれの前記板ばね部材により前記マス部材が支持される複数の支持位置と、それぞれの前記板ばね部材により前記ベース部材が支持される複数の支持位置とが直線状に位置するように設定されている請求項1〜10の何れか一項に記載の床振動および床衝撃音の制振装置。 The leaf spring member consists of a pair arranged so as to sandwich the elastic member therebetween,
A plurality of support positions where the mass members are supported by the plate spring members and a plurality of support positions where the base member is supported by the plate spring members are set linearly. The floor vibration and floor impact sound damping device according to any one of claims 1 to 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008110786A JP2009263864A (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Vibration control device for floor vibration and floor impact sound |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016160587A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 住友理工株式会社 | Vibration damping floor structure |
JP2017014989A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | ダイキン工業株式会社 | Compressor |
-
2008
- 2008-04-21 JP JP2008110786A patent/JP2009263864A/en active Pending
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