JP2010059702A - 床構造及び床支持具 - Google Patents

Abstract

【課題】床剛性の低下を抑えつつ床衝撃音を緩和させる床構造及び床支持具を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る床構造１０には、床スラブ１４と、床スラブ１４から上方に離間して配置された上床材１４Ｃと、床スラブ１４上に支持された床支持具１６とが設けられている。床支持具１６は、床スラブ１４に支えられた第１クッションゴム１８と、第１クッションゴム１８に支えられ、第１クッションゴム１８よりも低弾性率である第２クッションゴム１９と、第２クッションゴム１９に支えられている中間受け部材２０と、中間受け部材２０にネジで螺合され上床材１４Ｃを支持する支持ボルト２２と、を有する。そして、第２クッションゴム１９が上下方向に押圧力を受けたときに逃げ変形して入り込む空洞部１８Ｈが第２クッションゴム１９の水平方向外側（外周側）に形成されるように、第１クッションゴム１８の寸法が予め決められている。
【選択図】図２

Description

本発明は、二重床とされた床構造及び床支持具に関する。

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（例えば特許文献１、２参照）。
このような二重床構造では、支持部材に制振材を設けて床衝撃音を緩和させることが行われている。
特開２００１−４９８４３号公報 特開２００７−０４０９９３号公報

ところで、このように制振材を設ける従来の床構造では、床衝撃音を低下させる構造にすると床剛性が低下し易い。従って、床衝撃音の緩和と床剛性とは二律背反の関係にある。
本発明は、上記事実を考慮して、床剛性の低下を抑えつつ床衝撃音を緩和させる床構造及び床支持具を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、床スラブと、前記床スラブから上方に離間して配置された床材と、前記床材を支える床材支持部と、前記床材支持部を支える弾性支持部と、を備え、前記弾性支持部は、第１弾性部材と、前記第１弾性部材よりも低弾性率で、前記床材支持部と前記床材との間に少なくとも一部が配置され、かつ、前記床スラブと前記床材との間隔が狭まるときに一部が逃げ変形するように配置された第２弾性部材と、を有する。

請求項１に記載の発明では、床衝撃音を発生させるような瞬時にかかる荷重が床材に加えられたときには、第２弾性部材の一部が逃げ変形をすることにより床材の変位量を大きくとることができる。従って、衝撃が緩和され、床衝撃音が大きく低下する。

また、大重量や長期の荷重が床材に加えられたときには、第２弾性部材の一部がこのような逃げる変形をした後、第１弾性部材と第２弾性部材との両者が弾性部材として作用するので、ある程度の高弾性率を有する弾性部材として作用することになる。すなわち、床剛性が高い状態になるので、重量物が床上に載置されても床材の撓みを抑えることができる。
第１弾性部材、第２弾性部材はゴムであることが多い。このゴムは固体ゴムであってもよいし液体ゴムであってもよい。

請求項２に記載の発明は、第２弾性部材が前記逃げ変形時に進入可能な空洞部を前記第１弾性部材に設けている。
請求項２に記載の発明では、第２弾性部材の一部が逃げ変形して空洞部に進入した後、第１弾性部材と第２弾性部材との両者が弾性部材として作用する。なお、空洞部が外部空間と連通していてもよい。

請求項３に記載の発明は、前記第１弾性部材を構成する薄厚部を前記第２弾性部材の側方側に形成し、前記第２弾性部材の前記逃げ変形時に前記第２弾性部材と前記薄厚部とが側方にはみ出す。
請求項３に記載の発明では、第２弾性部材と薄厚部とが側方にはみ出した後、第１弾性部材と第２弾性部材との両者が弾性部材として作用する。

請求項４に記載の発明は、前記第２弾性部材に上方から当接して支えられる当接部が前記床材支持部に形成されている。
請求項４に記載の発明では、床材に荷重が加えられた際に当接部が第２弾性部材を押圧して第２弾性部材が変形する。

請求項５に記載の発明は、前記床材支持部に支えられた第３弾性部材と、前記第３弾性部材で支えられた質量体と、を備えている。
請求項５に記載の発明では、床衝撃音の振動は、床材から床材支持部を介して第３弾性部材に伝わる。これによって、第３弾性部材が弾性変形し、質量体が上下動することで振動を減衰する。

請求項６に記載の発明は、床スラブから上方に離間して配置された床材を支える床材支持部と、前記床材支持部を支える弾性支持部と、を備え、前記弾性支持部は、第１弾性部材と、前記第１弾性部材よりも低弾性率で、前記床材支持部と前記床材との間に少なくとも一部が配置され、かつ、前記床スラブと前記床材との間隔が狭まるときに一部が逃げ変形するように配置された第２弾性部材と、を有する。

請求項６に記載の発明では、床衝撃音を発生させるような瞬時にかかる荷重が床材に加えられたときには、第２弾性部材の一部が逃げ変形をすることにより床材の変位量を大きくとることができる。従って、衝撃が緩和され、床衝撃音が大きく低下する。

また、大重量や長期の荷重が床材に加えられたときには、第２弾性部材の一部がこのような逃げる変形をした後、第１弾性部材と第２弾性部材との両者が弾性部材として作用するので、ある程度の高弾性率を有する弾性部材として作用することになる。すなわち、床剛性が高い状態になるので、重量物が床上に載置されても床材の撓みを抑えることができる。

本発明によれば、床剛性の低下を抑えつつ床衝撃音を緩和させる床構造及び床支持具とすることができる。

以下、実施形態を挙げ、添付図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、図中の矢印ＵＰは床構造における上方向を示す。また、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。
（第１実施形態の構成）
図１に示すように、本実施形態に係る床構造１０は、床スラブ１２と、床スラブ１２から上方に離間して配置された上床材１４と、床スラブ１２上に支持され、上床材１４を支える床支持具１６と、で構成される。

この床構造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１６を介在させており、床支持具１６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、ベースパネル１４Ｂを平面状に敷き並べつつ受け材１４Ａで連結し、更に、仕上げ材１４Ｃをベースパネル１４Ｂの上に敷い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（ベースパネル１４Ｂ及び受け材１４Ａ）、及び、床支持具１６が床下地材である。

図２、図３に示されるように、床支持具１６は、床スラブ１２上に配置される第１弾性部材としての第１クッションゴム１８を備える。第１クッションゴム１８は、上方から下方にかけて徐々に広がる外形とされている。

この第１クッションゴム１８には、上側から第１クッションゴム１８の途中まで空洞が形成されている。そして、この空洞には、第１クッションゴム１８に支えられる中空円盤状の第２クッションゴム１９が配置されている。第２クッションゴム１９の弾性率は第１クッションゴム１８よりも低弾性率とされている。第１クッションゴム１８と第２クッションゴム１９との境界面には、ゴム同士が互いに滑りやすいように表面処理がなされている。

また、床支持具１６には、第２クッションゴム１９に上方から当接する中間受け部材２０が設けられており、中間受け部材２０の下半部がこの空洞内に位置している。
更に、図３（Ａ）に示すように、第２クッションゴム１９が押圧力を受けたときに変形して入り込む空洞部１８Ｈが第２クッションゴム１９の水平方向外側（外周側）に形成されるように、第１クッションゴム１８に形成された上記空洞の寸法が予め決められている。

中間受け部材２０は、短円柱状の下半部２０Ｌと、下半部２０Ｌよりも径が大きい短円柱状の上半部２０Ｕとで構成される。下半部２０Ｌは、上述したように第２クッションゴム１９で支えられており、上半部２０Ｕは第１クッションゴム１８で支えられている。

そして、床支持具１６には、第１クッションゴム１８、第２クッションゴム１９、及び、中間受け部材２０の中央位置を上下方向に貫通する貫通孔が形成されている。中間受け部材２０の貫通孔壁２０Ａには雌ネジが形成されており、中間受け部材２０のこの雌ネジに螺合する支持ボルト２２が直立状態で設けられている。この構成により、支持ボルト２２と中間受け部材２０とによって床材支持部が形成されている。

支持ボルト２２は、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、受け材１４Ａの貫通孔１５Ａ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）が受け材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、床スラブ１２との間に間隔をもって配置される。

（作用、効果）
次に、本実施形態の作用、効果を説明する。
床衝撃音を発生させるような瞬時にかかる比較的小さい荷重が上床材１４に加えられたときには、支持ボルト２２、中間受け部材２０を介して第２クッションゴム１９に荷重がかかり、図３（Ｂ）に示すように、第２クッションゴム１９が弾性変形して第１クッションゴム１８と第２クッションゴム１９との間隔が縮まる。第２クッションゴム１９のこの弾性変形では、空洞部１８Ｈに第２クッションゴム１９が進入する逃げ変形をする。この逃げ変形では低弾性率部材である第２クッションゴム１９の弾性率で変形するので、第１クッションゴム１８と第２クッションゴム１９との間隔が大きく縮む。従って、衝撃が緩和、すなわち床衝撃音が緩和される。

一方、大重量や長期の荷重が床材に加えられたときには、まず空洞部１８Ｈが第２クッションゴム１９で埋まり、第２クッションゴム１９がそれ以上に空洞部１８Ｈに進入できなくなると、第１クッションゴム１８と第２クッションゴム１９とが一体的に弾性変形する。ここで、第１クッションゴム１８と第２クッションゴム１９とが一体的に弾性変形する場合には、第１クッションゴム１８と第２クッションゴム１９との両者による合成クッションゴムとしての弾性率で変形する。そして、本実施形態では、第１クッションゴム１８ほうが第２クッションゴム１９に比べて体積が遥かに多いので、第１クッションゴム１８の弾性率が大きく寄与する。従って、床衝撃音を発生させるような瞬時にかかる比較的小さい荷重が上床材１４に加えられたときに比べ、高弾性率で変形する。すなわち、床剛性が高い状態になるので、重量物が床上に載置されても床材の撓みを抑えることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る床構造３０には、第１実施形態に比べ、床支持具１６に代えて床支持具３６が設けられている。

本実施形態に係る床支持具３６は、床スラブ１２上に配置される第１弾性部材としての第１クッションゴム３８を備える。第１クッションゴム３８の外形は円柱状である。
この第１クッションゴム３８には、上側から第１クッションゴム３８の途中まで空洞が形成されている。そして、この空洞には、第１クッションゴム３８に支えられる第２クッションゴム３９で埋められている。第２クッションゴム３９の弾性率は第１クッションゴム３８よりも低弾性率とされている。

第２クッションゴム３９は、第１クッションゴム３８に比べて外径が小さい短円柱状の下半部３９Ｌと、下半部３９Ｌよりも外径が小さい短円柱状の上半部３９Ｕとで構成されている。この構成により、下半部３９Ｌの外周側には、第１クッションゴム３８を構成する薄厚部３８Ｓが形成されている。そして、第１クッションゴム３８及び第２クッションゴム３９を平面視すると、中心側に第２クッションゴム３９が位置し、その外周側に第１クッションゴム３８が位置している。

第１クッションゴム３８及び第２クッションゴム３９には、中央位置を上下方向に貫通する貫通孔３７が形成されている。そして、床支持具３６には、第１クッションゴム３８及び第２クッションゴム３９の上面側に当接して支えられる中間受け部材４０と、中間受け部材４０に固着或いはネジで螺合されて貫通孔３７に挿入されて直立状態となっている支持ボルト４２と、が設けられている。この構成により、支持ボルト４２と中間受け部材４０とによって床材支持部が形成されている。

支持ボルト４２と同様、支持ボルト４２は、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。

本実施形態では、床衝撃音を発生させるような瞬時にかかる比較的小さい荷重が上床材１４に加えられたときには、支持ボルト４２、中間受け部材４０を介して第１クッションゴム３８及び第２クッションゴム３９に荷重がかかる。そして、図４（Ｂ）に示すように、第２クッションゴム３９が弾性変形して上下方向の厚みが縮まるとともに側方（水平方向外側）へ張り出す逃げ変形をする。この逃げ変形に伴って、薄厚部３８Ｓが第２クッションゴム３９に押圧されて側方に張り出す。この変形では低弾性率部材である第２クッションゴム３９の弾性率で変形するので、第１クッションゴム３８及び第２クッションゴム３９の上下方向長さが大きく縮む。従って、衝撃が緩和、すなわち床衝撃音が緩和される。

また、本実施形態では、中間受け部材４０は、中心側で第２クッションゴム３９に支えられ外周側で第１クッションゴム３８に支えられている。従って、このような瞬時の荷重が加えられた際、支持ボルト４２が位置する中心側が撓み易いので、この効果が更に顕著となる。

一方、大重量や長期の荷重が床材に加えられたときには、第２クッションゴム３９が弾性変形して上下方向の厚みが縮まり、薄厚部３８Ｓが第２クッションゴム３９に押圧されて側方に所定長さ張り出した後、第１クッションゴム３８と第２クッションゴム３９とが一体的に弾性変形する。ここで、第１クッションゴム３８と第２クッションゴム３９とが一体的に弾性変形する場合には、第１クッションゴム３８と第２クッションゴム３９との両者が寄与した弾性率で変形する。そして、本実施形態では、第１クッションゴム３８ほうが第２クッションゴム３９に比べて体積が遥かに多いので、第１クッションゴム３８の弾性率が大きく寄与する。従って、床衝撃音を発生させるような瞬時にかかる比較的小さい荷重が上床材１４に加えられたときに比べ、高弾性率で変形する。すなわち、床剛性が高い状態になるので、重量物が床上に載置されても床材の撓みを抑えることができる。

なお、第１クッションゴム３８に薄厚部３８Ｓを形成せずに、第２クッションゴム３９が外部空間に露出する構成としてもよい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態に係る床構造５０には、第１実施形態に比べ、中間受け部材２０の上側に、ゴム製のクッション台座５２と、質量体５４とが更に順次設けられている。

クッション台座５２は、例えば下面が中間受け部材２０に接着剤で固着されている。クッション台座５２は、円筒状とされて中央に挿入孔５２Ａが形成されており、この挿入孔５２Ａ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５２は、上床材１４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。

クッション台座５２の上面には、質量体５４が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５２及び質量体５４は、一体化している。また、質量体５４によって、クッション台座５２には圧縮方向の荷重が作用している。質量体５４は、円筒状とされて中央に挿入孔５４Ａが形成されており、この挿入孔５４Ａに支持ボルト２２が挿入された状態となっている。質量体５４は、クッション台座５２に支持されることでクッション台座５２の弾性変形によって変位して上床材１４からの振動を減衰させるようになっている。

これにより、クッション台座５２及び質量体５４は、上床材１４から床スラブ１２への振動に対して動吸振器として機能する。図６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（本実施形態のクッション台座５２及び質量体５４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（本実施形態では第１クッションゴム１８及び第２クッションゴム１９）、主系の抵抗（Ｃ）は、基本床構造の弾性体（本実施形態では第１クッションゴム１８及び第２クッションゴム１９）、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５２）、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５２）、補助系の質量（ｍ）は、動吸振器の質量にそれぞれ対応する。

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５２へ伝わる。これによって、クッション台座５２が弾性変形し、質量体５４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５２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５４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５２が固着され、クッション台座５２に質量体５４が固着されているので、例えば、振動によって質量体５４がクッション台座５２から浮く等のような無駄な移動を抑えられ、また、質量体５４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、第２クッションゴム１９、更には第１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。

また、本実施形態では、第１クッションゴム１８及び第２クッションゴム１９を備えた第１実施形態に係る床支持具３６に、更に、このような質量体５４をダイナミックダンパとして作用するにように設けているので、ダイナミックダンパだけでは吸収しきれなかった衝撃までも瞬時に吸収することができる。

そして、このような効果が得られることで、上床材１４の厚みを低減することが可能になり、上床材１４の重量低減にも寄与する。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
例えば、第１〜第３実施形態では、低弾性率である第２クッションゴムに中間受け部材が直接に当接して荷重が加えられているが、第１クッションゴムを介して第２クッションゴムに荷重が加えられる構成にしてもよい。
また、第２クッションゴムが密封される構成にする場合には、第２クッションゴムを液状ゴムで構成してもよい。更に、第２クッションゴムが固体である場合には第２クッションゴムが密封されない構成であってもよい。
また、中間受け部材は、金属に限らずプラスチック部材で構成されていてもよい。また、中間受け部材と支持ボルトとにネジが形成されていなくて相互に固着されて一体化された構成であってもよい。
また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る床構造及び床支持具の縦断面を示す断面図である。 第１実施形態に係る床支持具の断面図である。 図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態で、荷重が加えられていないとき、及び、荷重が加えられたときを示す床支持具の部分拡大断面図である。 図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第２実施形態で、荷重が加えられていないとき、及び、荷重が加えられたときを示す床支持具の部分拡大断面図である。 第３実施形態に係る床支持具の部分拡大断面図である。 第３実施形態で、振動減衰の原理を説明する説明図である。

符号の説明

１０ 床構造
１２ 床スラブ
１４ 上床材（床材）
１６ 床支持具
１８ 第１クッションゴム（第１弾性部材、弾性支持部）
１９ 第２クッションゴム（第２弾性部材、弾性支持部）
２０ 中間受け部材（床材支持部）
１８Ｈ 空洞部
２２ 支持ボルト（床材支持部）
３０ 床構造
３６ 床支持具
３８ 第１クッションゴム（第１弾性部材、弾性支持部）
３９ 第２クッションゴム（第２弾性部材、弾性支持部）
４０ 中間受け部材（床材支持部）
４２ 支持ボルト（床材支持部）
３８Ｓ 薄厚部
５２ クッション台座（第３弾性部材）
５４ 質量体

Claims (6)

1. 床スラブと、
   前記床スラブから上方に離間して配置された床材と、
   前記床材を支える床材支持部と、
   前記床材支持部を支える弾性支持部と、
   を備え、
   前記弾性支持部は、
   第１弾性部材と、
   前記第１弾性部材よりも低弾性率で、前記床材支持部と前記床材との間に少なくとも一部が配置され、かつ、前記床スラブと前記床材との間隔が狭まるときに一部が逃げ変形するように配置された第２弾性部材と、
   を有する床構造。
2. 第２弾性部材が前記逃げ変形時に進入可能な空洞部を前記第１弾性部材に設けた、請求項１に記載の床構造。
3. 前記第１弾性部材を構成する薄厚部を前記第２弾性部材の側方側に形成し、前記第２弾性部材の前記逃げ変形時に前記第２弾性部材と前記薄厚部とが側方にはみ出す、請求項１に記載の床構造。
4. 前記第２弾性部材に上方から当接して支えられる当接部が前記床材支持部に形成されている、請求項１〜３のうち何れか１項に記載の床構造。
5. 前記床材支持部に支えられた第３弾性部材と、
   前記第３弾性部材で支えられた質量体と、
   を備えた、請求項１〜４のうち何れか１項に記載の床構造。
6. 床スラブから上方に離間して配置された床材を支える床材支持部と、
   前記床材支持部を支える弾性支持部と、
   を備え、
   前記弾性支持部は、
   第１弾性部材と、
   前記第１弾性部材よりも低弾性率で、前記床材支持部と前記床材との間に少なくとも一部が配置され、かつ、前記床スラブと前記床材との間隔が狭まるときに一部が逃げ変形するように配置された第２弾性部材と、
   を有する床支持具。

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