JP2010196440A - 床支持吸振具、及び、床構造 - Google Patents

Abstract

【課題】床衝撃音の遮断性能が良好となると共に、低床に適用することの可能な床支持吸振具、及び、床構造を提供する。
【解決手段】動吸振器３０は、梁部材３２、取付部材３４、及び、質量体４０を備えている。梁部材３２は、長尺板状とされ、弾性変形可能とされ、下地パネル１４Ａと距離δをもって、下地パネル１４Ａの下面に沿った方向に配置されている。梁部材３２の先端部３２Ａには、質量体４０が取り付けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、二重床の床材を支持する床支持吸振具、この床支持吸振具を用いた床構造に関する。

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、特許文献１、２に記載のように、弾性体と質量体を用いて床からの振動を減衰させる技術が開示されている。

特許文献１、２に記載の床構造によれば、床からの振動を効果的に減衰させることができる。しかしながら、特許文献１の床支持具は、第１弾性部材と第２弾性部材とが直列に配置されているため、床支持具の高さが高くなり、低床への対応には限界がある。また、特許文献２の動吸振器では、質量体を支持するゴム体の厚みが必要となり、低床への対応には限界がある。

特開２００７−０４００９３号公報 特開２００８−１８００７３号公報

本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、床衝撃音の遮断性能が良好になると共に、低床に適用することの可能な床支持吸振具、及び、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支持吸振具は、床スラブ上に配置され、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、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材を支持する支持部材と、前記支持部材と離間した位置で前記床材の下面側に固定され、前記床材から前記床スラブへ向かう方向に延びる取付部材と、前記床材と間隔をあけて前記床材の下面に沿って配置され、前記取付部材に支持された弾性変形可能な梁部材と、前記梁部材の先端部に取り付けられ、前記梁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と、を備えている。

請求項１に記載する床支持吸振具によれば、床材に振動が加わった場合、この振動は、梁部材へ伝わる。これによって、梁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、床材の振動が減衰し、その結果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ので、床衝撃音が良好に遮断される。

また、梁部材が、支持部材と離間した位置で床材の下面に取り付けられているので、梁部材と第１弾性部材とを並列的に配置することができ、床支持吸振具の高さを低くすることができる。

また、梁部材を用いているので、梁部材の厚さ、幅及び支持スパンなどを変えることにより、容易にバネ定数を調整することができる。

また、梁部材の先端部に質量体が取り付けられているので、入力振動に対する梁部材の動きが規制されにくく、より効果的に振動を減衰させることができる。

請求項２に記載する床支持吸振具は、前記梁部材は中間部で前記取付部材に支持され、前記中間部から両側に延びる先端部の各々に前記質量体が取り付けられていること、を特徴とする

上記構成とすることにより、１本の梁部材に２つの質量体を取り付けることができ、床材の固有振動周波数にあわせて、質量体の質量を容易に調整することができる。

請求項２に記載する床支持吸振具は、記梁部材の前記取付部材に支持された支持部と前記先端部との間に、粘弾性変形可能な減衰部材が配置されていること、を特徴とする。

このように、減衰部材を配置することにより、質量体の変位による梁部材の振動を早く減衰させることができると共に、共振ピークがなだらかになり床材の振動周波数の対象範囲を拡張することができる。

請求項４に記載する床構造は、床スラブと、前記床スラブと間隔をもって配置される床材と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の床支持吸振具と、を備えている。

本発明の床構造によれば、床スラブと床材との間の距離が短い場合であっても、床支持吸振具によって、床衝撃音を良好に遮断することができる。

以上説明したように、本発明の床支持吸振具、及び、床構造によれば、床衝撃音の遮断性能が良好となると共に、低床に適用することができる。

本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。 本実施形態に係る床構造の下地パネル及び床支持動吸振器の配置を示す平面図である。 本実施形態に係る床支持具及び動吸振器の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の分解斜視図である。 本実施形態に係る動吸振器の動作説明図である。 本実施形態に係る動吸振器の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 本実施形態に係る動吸振器の他の変形例の断面図である。 床材の固有振動周波数特性と動吸振器を設置した場合の振動周波数特性を示すグラフである。 本実施形態に係る床構造へ異なる吸振特性を有する動吸振器を取り付けた例を示す図である。 本実施形態に係る床構造へ異なる吸振特性を有する動吸振器を取り付けた例を示す図である。

本発明における床支持吸振具、及び、この床支持吸振具が適用され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。

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。

（床構造及び床支持吸振具の構成）

図１に示されるように、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、及び、動吸振器３０を介在させており、床支持具１６、及び、動吸振器３０で構成される床支持動吸振器２８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、その上にさらに仕上げ材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１６、動吸振器３０が床下地材である。

なお、捨張材１４Ｂは、必ずしも必要ではなく、捨張材１４Ｂを除いた構成とすることもできる。

図２には、下地パネル１４Ａと、床支持具１６及び動吸振器３０の配置図が示されている。下地パネル１４Ａは、各々、所定間隔の隙間（以下「目地Ｍという」）が構成されるように敷設されている。目地Ｍは、下地パネル１４Ａ同士の接触による軋み音などを防止するために、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の間隔が設けられている。床支持具１６は、目地Ｍを跨ぐようにして配置されている。動吸振器３０は、図２（Ａ）に示すように、下地パネル１４Ａの短手方向の中央部で床支持具１６の中間部に所定間隔で配置してもよいし、図２（Ｂ）に示すように、短手方向の両端部で床支持具１６の近傍に所定間隔で配置してもよい。

図３に示されるように、床支持具１６は、第１弾性部材としてのクッションゴム１８、支持部材としての支持ボルト２２、及び、支持パネル１５を備えている。

クッションゴム１８は、床スラブ１２上に配置されている。クッションゴム１８は、円筒状とされており、上床材１４からの振動を減衰させるために、床スラブ１２上に支持されるものであり、弾性変形可能とされる。

クッションゴム１８上には、中間受け部としての中間受け部材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。

下地パネル１４Ａの下側には、下地パネル１４Ａを支持するように、所定間隔で目地Ｍを跨いで支持パネル１５が配置されている。支持パネル１５は正方形板状とされ、中央部に調整孔１５Ａが構成されている。

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、上端部が支持パネル１５の調整孔１５Ａに取り付けられている。支持ボルト２２は、支持パネル１５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、円筒状の円筒部２４Ｂと、円筒部２４Ｂの一方の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、支持パネル１５の調整孔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）が支持パネル１５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。

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が敷設さ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。

図３及び図４に示すように、動吸振器３０は、梁部材３２、取付部材３４、及び、質量体４０を備えている。

取付部材３４は、床下取付部３４Ａ、下延出部３４Ｂ、及び、梁支持部３４Ｃを有している。床下取付部３４Ａは、板状とされ、ねじ３５によって下地パネル１４Ａに固定されている。下延出部３４Ｂは床下取付部３４Ａの下面に固定され、床下取付部３４Ａから床スラブ１２へ向かって下側に延びている。梁支持部３４Ｃは、下延出部３４Ｂの先端部に固定され、水平方向に梁部材３２を挟み込む挟持部３２Ｄが構成されている。

梁部材３２は、長尺板状とされ、弾性変形可能とされている。梁部材３２としては、バネ鋼、ＦＲＰ、ＣＦＲＰ、等のばね部材を用いることができる。また、本実施形態では、梁部材３２の断面は長方形板状のものを用いているが、他の断面、例えば、円形断面、円筒断面、方形断面のものも用いることができる。

梁部材３２は、取付部材３４の挟持部３２Ｄに挿入されて挟み込まれた状態で接着され、中間部３２Ｍで取付部材３４に支持されている。梁部材３２は、下地パネル１４Ａと距離δをもって、下地パネル１４Ａの下面に沿った方向に配置されている。距離δは、質量体４０の上下変形量と質量体４０の上側厚みＳ（梁部材３２の上面から質量体４０の上面までの厚み）以上の寸法とされている。この距離δは、下延出部３４Ｂにより、確保されている。梁部材３２の両方の先端部３２Ａには、取付孔３２Ｈが構成されている。

梁部材３２の先端部３２Ａには、質量体４０が取り付けられている。質量体４０は、直方体状とされ、挿通穴４０Ｈが構成されている。また、質量体４０には、挿通穴４０Ｈの中央部と連通すると共に質量体４０を貫通するねじ穴４０Ｎが構成されている。ねじ穴４０Ｎには、ねじ４２が挿通され、ねじ４２が挿通出口側に突出された部分にナット４３で締結されている。

質量体４０は、挿通穴４０Ｈに、梁部材３２の先端部３２Ａが挿入され、取付孔３２Ｈにねじ４２を挿入して逆側からナット４３を締結することにより、梁部材３２の先端部３２Ａに取り付けられる。

ここで、中間部３２Ｍと質量体４０との距離Ｌは、動吸振器３０が上床材１４の固有振動周波数に対応するように調整されている。すなわち、梁部材３２のヤング率、幅、厚み、質量体４０の質量、及び、距離Ｌに依存する設計固有値により決定される。梁部材３２は、梁部材３２のヤング率、厚み、幅、距離Ｌを変えることにより、バネ定数を容易に変えることができる。

また、質量体４０としては、比重の高い材料を用いると、質量体４０をコンパクトに構成することができる。質量体４０は、鋼材、金属、水、砂、セラミック、樹脂などの材料で構成することができる。

質量体４０は、図５に示すように。梁部材３２からの振動を吸収するように上下動することで、上床材１４から床スラブへの振動を減衰する。動吸振器３０と床スラブ１２との間には、所定のクリアランスＣが構成され、これにより、質量体４０が上下に振動する場合でも、その下端が床スラブ１２と接触しないようになっている。

（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、支持パネル１５、支持ボルト２２、中間受け部材２０を介してクッションゴム１８へ伝わり、クッションゴム１８で減衰されながら床スラブ１２へ伝わる。このとき、動吸振器３０の質量体４０が、梁部材３２を介して上床材１４の振動を打ち消すように上下方向に振動する（図４参照）。これにより、クッションゴム１８へ伝わる振動が減衰され、上床材１４から床スラブ１２へ伝わる振動を低減させることができる。

本実施形態では、動吸振器３０が床支持具１６と分離して配置されているので、動吸振器３０が床支持具１６と直列的に配置されている場合と比較して、床支持動吸振器２８の高さを低くすることができる。したがって、上床材１４の下面と床スラブ１２との間の距離が短い低床にも設置することができる。

また、本実施形態では、質量体４０を梁部材３２の先端部３２Ａに取り付けているので、梁部材３２の動きを無駄に規制することなく効率よく自由振動をさせることができる、また、容易に質量体４０の取り付け、取り外しを行うことができる。したがって、動吸振器３０を上床材１４へ取り付けた後に、質量の異なる質量体４０に取り替えて、上床材１４の固有振動数に対応させることもできる。

なお、図３で示されている動吸振器３０では、梁部材３２の中間部３２Ｍから質量体４０までの距離Ｌは、左右で同距離となっているが、距離Ｌは、図６に示すように、左右で異なる距離Ｌ１、Ｌ２としてもよい。また、質量体４０についても、左右で異なる質量にしてもよい。異なる距離Ｌ１、Ｌ２としたり、異なる質量としたりすることにより、複数の固有振動周波数に対応した動吸振器３０を構成することができる。

また、本実施形態では、梁部材３２に取付孔３２Ｈを構成し、質量体４０のねじ穴４０Ｎに挿通されたねじ４２を取付穴３２にも挿通させて、質量体４０を梁部材３２へ取り付けたが、質量体４０は、他の手段により梁部材３２に取り付けてもよい。

例えば、図７に示すように、ねじ穴４０Ｎを構成せず、単に挿通穴４０Ｈに梁部材３２を挿入して、接着剤などで固定することもできる。また、図８に示すように、質量体４０の挿通穴４０Ｈを貫通穴とし、ねじ穴４０Ｎを挿通穴４０Ｈよりも上側のみに構成すると共に、ねじ穴４０Ｎの内壁にねじ４３と螺合可能な雌ネジを構成する。そして、ねじ４３をねじ穴４０Ｎにねじ込んで、ねじ４３の先端で梁部材３２を押さえることにより、取り付けることができる。この構成によれば、質量体４０を梁部材３２に沿ってスライド移動させて、容易に距離Ｌを変えることができる。

また、本実施形態では、梁部材３２の中間部Ｍを取付部材３４に固定して、梁部材３２の両端に質量体４０を取り付けたが、図９に示すように、梁部材３２の一端を取付部材３４に固定して、一方の先端部３２Ａにのみ質量体４０を取り付けてもよい。

また、梁部材３２の一端を構成する先端部３２Ａに質量体４０を取り付け、他端を梁支持部３４Ｃに取り付けて、図１０に示すように梁部材３２を３本とすることも、図１１に示すように梁部材３２を４本とすることもできる。この場合にも、取付部材３４から各々の質量体４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４や、各質量体４０の質量を上床材１４の固定振動周波数に応じで設定することができる。

また、図１２に示すように、１本の梁部材３２を、複数の取付部材３４（図１２では２つの取付部材３４）で支持する構成とすることもできる。

また、図１３に示すように、梁部材３２の上下面に、減衰部材５０を接着してもよい。減衰部材５０としては、粘弾性変形するものであれば、あらゆる部材を用いることができる、例えば、ゴム部材や、発泡体を用いることができる。減衰部材５０を設けることにより、梁部材３２の弾性変形時に減衰部材５０が粘弾性変形し、振動が吸収される。これにより、対象周波数範囲を拡大することができる。すなわち、例えば、図１４に示すように、上床材１４の固有振動周波数特性がグラフ中のＦ０で表されるとした場合、この固有振動周波数特性に対応した梁部材３２及び質量体４０（減衰部材なし）を設置すると、グラフ中のＦ１のように周波数ピークが分散する。そして、さらに減衰部材５０を設けることにより、グラフ中のＦ２に示すように、Ｆ１のピークが削られる特性となり、効果的に振動を減衰させることができる。

また、異なる固有振動特性の動吸振器３０を、同一の上床材１４に取り付けてもよい。例えば、図１５には、距離Ｌを異にする（Ｌ１＜Ｌ２）動吸振器３０が取り付けられた例が示され、図１６には、質量体４０の質量Ｗが異なる（Ｗ１＜Ｗ２）動吸振器３０が取り付けられた例が示されている。このように、異なる固有振動特性の動吸振器３０を、同一の上床材１４に取り付けることにより、上床材１４の有する異なる周波数帯域の振動を減衰させることができる。

１０ 床構造
１２ 床スラブ
１４ 上床材
１６ 床支持具
１８ クッションゴム
２２ 支持ボルト
２８ 床支持動吸振器
３０ 動吸振器
３２Ａ 先端部
３２Ｍ 中間部
３２ 梁部材
３４ 取付部材
４０ 質量体
４０Ｈ 挿通穴
Ｌ 距離

Claims (4)

1. 床スラブ上に配置され、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、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材を支持する支持部材と、
   前記支持部材と離間した位置で前記床材の下面側に固定され、前記床材から前記床スラブへ向かう方向に延びる取付部材と、
   前記床材と間隔をあけて前記床材の下面に沿って配置され、前記取付部材に支持された弾性変形可能な梁部材と、
   前記梁部材の先端部に取り付けられ、前記梁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と、
   を備えた床支持吸振具。
2. 前記梁部材は中間部で前記取付部材に支持され、前記中間部から両側に延びる先端部の各々に前記質量体が取り付けられていること、を特徴とする請求項１に記載の床支持吸振具。
3. 前記梁部材の前記取付部材に支持された支持部と前記先端部との間に、粘弾性変形可能な減衰部材が配置されていること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の床支持吸振具。
4. 床スラブと、
   前記床スラブと間隔をもって配置される床材と、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の床支持吸振具と、
   を備えた床構造。

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