JP2021075857A - 天井部材及び天井構造 - Google Patents

Abstract

【課題】防音性、特に高周波数での防音性に優れており、かつ、軽量性にも優れた天井部材を提供する。【解決手段】四角形の主面１１を有し、主面１１の対向する辺１２ａ，１２ｂにおいて主面１１の同一面側に向かって側面１３ａ，１３ｂが立設され、一方の側面１３ａには第１係合部１４ａが設けられ、他方の側面１３ｂには第１係合部１４ａと係合可能な形状の第２係合部１４ｂが設けられているスパンドレル１０と、主面１１及び側面１３ａ，１３ｂによって形成される凹部１５に配置された弾性部材２０とを備え、凹部１５に配置された弾性部材２０の最大厚みは、凹部１５の深さより厚く、凹部１５に配置する弾性部材２０は、ＪＩＳ Ｋ７２２０：２００６に準拠して測定した圧縮弾性率が１ＭＰａ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、天井部材及び天井構造に関する。

ビル及び住宅等の建築物において、耐震対策の一環として天井部材の軽量化が図られている。天井部材の軽量化の対策手段として、スパンドレル等の軽量天井部材を採用する動きがある。しかし、スパンドレル等の軽量天井部材を採用することで軽量化が図れる反面、防音性能が著しく低下し、上階から階下に伝播する騒音が問題となっている。
上階から階下に伝播する騒音としては、上階において生じた衝撃及び振動等が固体を通じて階下に伝播してもたらす固体伝播音、及び上階において生じた話し声、音楽及び風切り音等が空気を通じて階下に伝播してもたらす空気伝播音がある。また、軽量天井部材としてスパンドレルを採用した場合には、隣接するスパンドレル同士をビス等の固定部材を用いて係合して配置するので、振動が伝播することによって係合部に擦れ音が発生し、当該擦れ音も騒音となる。

上述したような多種の騒音に対しては、それぞれの騒音の種類に応じた防音材を用いた対策を講じる必要がある。例えば、単一材料から形成されている防音材は、特定の周波数においては優れた防音性を発揮するものの、その他の周波数においては防音性が不十分であるという問題点を有する。そこで、複数の材料を用いて形成された防音材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１７−５０９００４号公報

特許文献１にて提案されている防音材を用いることで一定の防音性は得られるものの、更なる防音性を得るために複数の材料を用いているため、天井部材の軽量性が損なわれるという問題が生じる。
また、軽量化を図るために天井部材としてスパンドレルを採用した場合、スパンドレル同士を係合した係合部の擦れ音による騒音は、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚと高周波であり、特許文献１にて提案されている防音材では高周波の防音性が不十分である。

そこで、本発明は、防音性、特に高周波数での防音性に優れており、かつ、軽量性にも優れた天井部材及び天井構造を提供することを課題とする。

本発明者が上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、スパンドレルに特定の弾性部材を備えることで、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。

本発明は、下記［１］〜［５］を要旨とする。
［１］四角形の主面を有し、前記主面の対向する辺において前記主面の同一面側に向かって側面が立設され、一方の前記側面には第１係合部が設けられ、他方の前記側面には前記第１係合部と係合可能な形状の第２係合部が設けられているスパンドレルと、前記主面及び前記側面によって形成される凹部に配置された弾性部材とを備え、前記凹部に配置された前記弾性部材の最大厚みは、前記凹部の深さより厚く、前記凹部に配置する前記弾性部材は、ＪＩＳ Ｋ７２２０：２００６に準拠して測定した圧縮弾性率が１ＭＰａ以下である、天井部材。
［２］前記凹部に配置された前記弾性部材の最大厚みが、前記凹部の深さの１０倍以下である、［１］に記載の天井部材。
［３］前記凹部に配置する前記弾性部材の幅が、前記凹部の幅の０．１倍以上３倍以下である、［１］又は［２］に記載の天井部材。
［４］前記弾性部材は、無機繊維、樹脂発泡体及びゴム発泡体からなる群から選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［３］のいずれかに記載の天井部材。
［５］天井下地材と、四角形の主面を有し、前記主面の対向する辺において前記主面の同一面側に向かって側面が立設され、一方の前記側面には第１係合部が設けられ、他方の前記側面には前記第１係合部と係合可能な形状の第２係合部が設けられているスパンドレルと、前記主面及び前記側面によって形成される凹部に配置された弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記天井下地材と前記主面との間にて圧縮された状態で配置されている、天井構造。

本発明によれば、防音性、特に高周波数での防音性に優れており、かつ、軽量性にも優れた天井部材及び天井構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る天井部材の模式的斜視図（その１）である。 本発明の実施形態に係る天井部材の模式的断面図である。 本発明の実施形態に係る天井部材を天井に設置した天井構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態に係る天井部材の模式的斜視図（その２）である。 本発明の実施形態に係る天井部材において積層体をスパンドレルの主面の長手方向に連続して配置することを示す模式的平面図である。

以下に図面を参照して、本発明実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分は同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（実施形態）
［天井部材］
本発明の実施形態に係る天井部材１は、図１に示すように、スパンドレル１０と、弾性部材２０とを備える。

＜スパンドレル＞
スパンドレル１０は、図１及び図２に示すように、四角形の主面１１を有し、主面１１の対向する辺１２ａ，１２ｂにおいて主面１１の同一面側に向かって側面１３ａ，１３ｂが立設され、一方の側面１３ａには第１係合部１４ａが設けられ、他方の側面１３ｂには第１係合部１４ａと係合可能な形状の第２係合部１４ｂが設けられている。
スパンドレル１０は、建築物の天井の装飾材として使用することが可能な構造を有する部材である。スパンドレル１０は、第１係合部１４ａ及び第２係合部１４ｂを有し、図３に示すように、隣接するスパンドレル１０同士の第１係合部１４ａと第２係合部１４ｂとをビス等の固定部材３０を用いて係合させ、隣接するスパンドレル１０同士を連接した状態で建築物の天井の野縁等である天井下地材４０に配置される。

スパンドレル１０の主面１１の厚みは、防音性を向上させる観点、並びに、機械的強度、耐久性及び生産性を向上させる観点から、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、スパンドレル１０の主面１１の厚みは、軽量化の観点から、２．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であることがより好ましく、１．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

スパンドレル１０の主面１１及び側面１３ａ，１３ｂによって形成される凹部１５の深さＤ（Ｚ軸方向）は、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることがより好ましく、７ｍｍ以上３５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。凹部１５の深さＤが、上記範囲内であることで、軽量化及び作業性の向上を両立させることができる。ここで、凹部１５の深さＤとは、スパンドレル１０における主面１１からの深さのうち最大のものをいい、図２においては、側面１３ａの主面１１からの高さＨ１と、第１係合部１４ａの側面１３ａの上端部からの高さＨ２とを加算したものをいう。

スパンドレル１０の材料は、特に限定はなく、成形容易性、軽量化及び防音性の観点から、金属材料であることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金であることがより好ましい。

＜弾性部材＞
弾性部材２０は、スパンドレル１０の主面１１及び側面１３ａ，１３ｂによって形成される凹部１５に配置される。

凹部１５に配置された弾性部材２０の最大厚みＴ１（Ｚ軸方向）は、凹部１５の深さＤより厚いことを特徴とする。ここで、弾性部材２０の最大厚みＴ１とは、凹部１５に配置された弾性部材２０のスパンドレル１０の主面１１からの厚みのうち最大のものをいう。弾性部材２０の最大厚みＴ１が凹部１５の深さＤより厚いことで、図３に示すように、天井部材１を野縁等の天井下地材４０に配置する場合、弾性部材２０が天井下地材４０とスパンドレル１０の主面１１との間にて圧縮された状態で配置される。つまり、天井部材１を天井下地材４０に配置した後の弾性部材２０の厚みＴ２は、弾性部材２０の最大厚みＴ１より小さくなる（Ｔ２＜Ｔ１）。弾性部材２０は、天井下地材４０とスパンドレル１０の主面１１との間にて圧縮された状態で配置されることによって、天井下地材４０に反力を発生し、天井下地材４０からスパンドレル１０へ伝達される高周波数を含む騒音及び振動等を緩和する緩衝効果を発揮する。
凹部１５に配置された弾性部材２０の最大厚みＴ１は、弾性部材２０の体積増加による作業性悪化の抑制及び軽量化の観点から、凹部１５の深さＤに対して、１０倍以下であることが好ましく、８倍以下であることがより好ましく、５倍以下であることがさらに好ましい。また、凹部１５に配置された弾性部材２０の最大厚みＴ１は、騒音及び振動等を緩和する緩衝効果を向上させる観点から、厚みは厚いほどよく、凹部１５の深さＤに対して、１．１倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましく、１．８倍以上であることがさらに好ましい。

凹部１５に配置する弾性部材２０は、ＪＩＳ Ｋ７２２０：２００６に準拠して測定した圧縮弾性率が１ＭＰａ以下であることを特徴とする。弾性部材２０の圧縮弾性率が１ＭＰａ超であると、柔軟性が低く、人力で弾性変形させることが困難となり、天井部材１を天井に配置する作業性が悪化する。具体的には、天井部材１を天井に配置する際に、弾性部材２０は、天井下地材４０に押し当てて弾性変形させる必要があり、圧縮弾性率が所定値以下であることで人力によって作業することができ、施工作業の作業性が向上する。また、圧縮弾性率が所定値以下であることで、弾性部材２０が万が一スパンドレル１０から脱落しても、再度、嵌め込むことが容易である。上記観点から、弾性部材２０の圧縮弾性率は、０．５ＭＰａ以下であることが好ましく、０．３ＭＰａ以下であることがより好ましく、０．１ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。また、弾性部材２０の圧縮弾性率は、弾性部材２０の形状維持の観点及び天井下地材４０に反力を発生させる観点から、０．００１ＭＰａ以上であることが好ましく、０．００３ＭＰａ以上であることがより好ましく、０．００５ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。

凹部１５に配置する弾性部材２０の幅Ｒ１（Ｘ軸方向）は、広ければ広いほど、天井部材１を天井に配置した際に、弾性部材２０と天井下地材４０との接する面積が大きくなり、騒音及び振動等を緩和する緩衝効果を向上させることができる。上記観点から、凹部１５に配置する弾性部材２０の幅Ｒ１は、凹部１５の幅Ｗの０．１倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であることがより好ましく、０．５倍以上であることがさらに好ましい。また、凹部１５に配置する弾性部材２０の幅Ｒ１は、弾性部材２０を凹部１５に配置する作業性及び天井部材１を天井に配置する作業性の低下を抑制する観点から、凹部１５の幅Ｗの３倍以下であることが好ましく、２．５倍以下であることがより好ましく、２倍以下であることがさらに好ましい。

凹部１５に配置された弾性部材２０は、側面１３ａ，１３ｂの少なくともいずれかと接して配置されていることが好ましい。側面１３ａ，１３ｂの近傍は、隣接するスパンドレル１０同士を係合している係合部で生じる振動の振幅が大きくなる箇所であり、弾性部材２０を側面１３ａ，１３ｂの少なくともいずれかと接して配置することで、振動による擦れ音を効率よく吸音することができ、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ程度の高周波数に対する防音性を向上させることができる。
なお、凹部１５に配置する弾性部材２０の幅Ｒ１が、凹部１５の幅Ｗの１．０倍以上となった場合、図４に示すように、弾性部材２０は、側面１３ａ，１３ｂによって圧縮された状態で配置されるので、側面１３ａ，１３ｂの両方と接して配置されることになる。凹部１５に配置する弾性部材２０の幅Ｒ１は、側面１３ａ，１３ｂの両方と接することによって、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ程度の高周波数に対する防音性を特に向上させることができる観点から、１．０倍以上であることが好ましく、１．２倍以上であることがより好ましく、１．４倍以上であることがさらに好ましい。

弾性部材２０は、スパンドレル１０の主面１１の長手方向（Ｙ軸方向）に連続して配置されてもよく、非連続に配置されてもよい。実際の天井施工現場で、スパンドレル１０を切断して取り付けることがあるので、非連続部位だけの状態になる恐れがあり、その観点から弾性部材２０が連続に配置されていることが望ましい。
なお、図５（ａ）に示すように、弾性部材２０が主面１１の長手方向に伸びる形状であって、スパンドレル１０の主面１１の長手方向に単体で亘る長さを有する場合、弾性部材２０を長手方向に連接して配置する必要はない。図５（ｂ）に示すように、主面１１の長手方向に複数の弾性部材２０を連続して配置できる場合は、弾性部材２０同士を主面１１の長手方向に連接して配置することが好ましい。

弾性部材２０を構成する材料としては、上述した特定の圧縮弾性率を有し、防音性及び制振性に優れるものであれば、特に限定されず、例えば、無機繊維、樹脂発泡体及びゴム発泡体からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。弾性部材２０を構成する材料としては、防音性及び制振性に優れており、断熱性も有する観点から、無機繊維及び樹脂発泡体の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
無機繊維としては、例えば、グラスウール、ロックウール、セラミックウール、石膏繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スラグ繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維及びジルコニア繊維等が挙げられる。無機繊維は、１種又は２種以上を使用することができる。中でも、無機繊維としては、防音性及び軽量化の観点から、グラスウールが好ましい。
樹脂発泡体の素材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられる。樹脂発泡体は、１種又は２種以上を使用することができる。中でも、樹脂発泡体の素材としては、防音性、軽量化及び耐熱性の観点から、メラミン樹脂が好ましい。
ゴム発泡体の素材としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多加硫ゴム、非加硫ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びウレタンゴム等が挙げられる。ゴム発泡体は、１種又は２種以上を使用することができる。

樹脂発泡体及びゴム発泡体は、上述した圧縮弾性率の範囲内のものであれば独立気泡及び連続気泡発泡のいずれであってもよい。

［天井部材の製造方法］
本発明の実施形態に係る天井部材の製造方法を説明する。天井部材の製造方法は、特に限定されず、例えば、下記の工程（１）及び工程（２）を含む製造方法が挙げられる。
工程（１）：四角形の主面を有し、主面の対向する両辺において主面の同一面側に向かって側面が立設され、一方の側面には第１係合部が設けられ、他方の側面には第１係合部と係合可能な形状の第２係合部が設けられているスパンドレルを用意する工程
工程（２）：スパンドレルの主面及び側面によって形成される凹部に弾性部材を配置する工程

上記工程（２）において、凹部に弾性部材を配置する方法は、特に限定はなく、例えば、弾性部材を凹部に嵌め込む及び載置する等の手段を採用してもよく、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、変性シリコーン系接着剤及びホットメルト等の接着剤、並びに、両面テープ、機械接合（例えば、ビス）等を用いた手段を採用してもよい。凹部に弾性部材を配置する方法としては、作業の簡便化、コスト低減及び軽量化の観点から接合材等を使用しない弾性部材を凹部に嵌め込む及び載置する等の手段であることが好ましい。なお、凹部に配置する弾性部材の幅が凹部の幅より大きいものである場合は、弾性部材を凹部に嵌め込む手段を採用することが好ましい。

［天井構造］
本発明の実施形態に係る天井構造は、図３に示すように、天井下地材４０と、四角形の主面１１を有し、主面１１の対向する辺１２ａ，１２ｂにおいて主面１１の同一面側に向かって側面１３ａ，１３ｂが立設され、一方の側面１３ａには第１係合部１４ａが設けられ、他方の側面１３ｂには第１係合部１４ａと係合可能な形状の第２係合部１４ｂが設けられているスパンドレル１０と、主面１１及び側面１３ａ，１３ｂによって形成される凹部１５に配置された弾性部材２０とを備え、弾性部材２０は、天井下地材４０と主面１１との間にて圧縮された状態で配置されている。
本発明の実施形態に係る天井構造によれば、弾性部材２０が、天井下地材４０と主面１１との間にて圧縮された状態で配置されていることで、天井下地材４０に反力を発生し、天井下地材４０からスパンドレル１０へ伝達される高周波数を含む騒音及び振動等を緩和する緩衝効果を発揮することができる。このことにより、上階において生じた固体伝播音及び空気伝播音等の騒音を階下に伝播することを抑制することができる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態及び運用技術が明らかになるはずである。
例えば、上記の実施形態においては、スパンドレル１０の凹部１５には弾性部材２０のみを配置した場合を説明したが、その他の機能性部材を配置してもよい。配置する機能性部材としては、特に限定されず、例えば、金属、繊維強化プラスチック、石膏及び樹脂等が挙げられる。機能性部材を配置することで、天井部材１に機能及び特性を付与することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

［評価方法］
＜床衝撃音レベル測定＞
天井部材によって低減する床衝撃音レベルをＪＩＳ Ａ１４４０−２：２００７に準拠して測定した。具体的には、音源室と受音室とを仕切る厚さ２００ｍｍのコンクリート製仕切壁に、音源室と受音室とを連通させる開口部を形成し、この開口部にＪＩＳ２５形仕様の天井を吊り、３０本の天井部材を固定部材によって連接して天井に取り付けた。そして、音源室においてバンクマシーン（リオンテック株式会社製、商品名「Ｆ１−０２」）により床衝撃音を発生させ、受音室に設置したマイクにおいて１ｋＨｚ、２ｋＨｚ及び４ｋＨｚでの床衝撃音レベル（ｄＢ）を測定した。床衝撃音レベルは小さい程、防音性に優れている。

（実施例１）
スパンドレルとして、幅１００ｍｍ、長さ４，０００ｍｍ、厚み０．６ｍｍの主面、側面の高さ１０ｍｍ、凹部の深さ１３ｍｍ（Ｈ１：１０ｍｍ、Ｈ２：３ｍｍ）のアルミニウム製スパンドレル（森村金属社製、商品名「ＭＲ９１」）を用意した。

弾性部材として、厚み４５ｍｍのグラスウール（マグ・イゾベール株式会社製、型番「ＦＤＢ３５０４５」、圧縮弾性率：０．０１ＭＰａ）より、幅１００ｍｍ、長さ４，０００ｍｍ、厚み２５ｍｍに切断したものを用意した。

スパンドレルの主面及び側面によって形成される凹部に、弾性部材を嵌め込んで配置し、実施例１における天井部材を得た。なお、弾性部材を凹部に配置する際に、接合材等は使用しなかった。
得られた天井部材について、評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例２）
弾性部材として、幅１００ｍｍ、長さ４，０００ｍｍ、厚み１５ｍｍのメラミン樹脂発泡体（Ｄｏｎｇ Ｓｕｎｇ社製、型番「ＶＩＸＵＭ ＣＷＮ」、圧縮弾性率：０．０７ＭＰａ）を使用した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の天井部材を得た。
得られた天井部材について、評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
スパンドレルとして実施例１と同様のものを使用し、弾性部材をなしとした以外は、実施例１と同様にして、比較例１の天井部材を得た。
得られた天井部材について、評価を行った。その結果を表１に示す。

１：天井部材
１０：スパンドレル
１１：主面
１２ａ，１２ｂ：辺
１３ａ，１３ｂ：側面
１４ａ：第１係合部
１４ｂ：第２係合部
１５：凹部
２０：弾性部材
３０：固定部材
４０：天井下地材

Claims (5)

1. 四角形の主面を有し、前記主面の対向する辺において前記主面の同一面側に向かって側面が立設され、一方の前記側面には第１係合部が設けられ、他方の前記側面には前記第１係合部と係合可能な形状の第２係合部が設けられているスパンドレルと、
   前記主面及び前記側面によって形成される凹部に配置された弾性部材とを備え、
   前記凹部に配置された前記弾性部材の最大厚みは、前記凹部の深さより厚く、
   前記凹部に配置する前記弾性部材は、ＪＩＳ Ｋ７２２０：２００６に準拠して測定した圧縮弾性率が１ＭＰａ以下である、天井部材。
2. 前記凹部に配置された前記弾性部材の最大厚みが、前記凹部の深さの１０倍以下である、請求項１に記載の天井部材。
3. 前記凹部に配置する前記弾性部材の幅が、前記凹部の幅の０．１倍以上３倍以下である、請求項１又は２に記載の天井部材。
4. 前記弾性部材は、無機繊維、樹脂発泡体及びゴム発泡体からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の天井部材。
5. 天井下地材と、
   四角形の主面を有し、前記主面の対向する辺において前記主面の同一面側に向かって側面が立設され、一方の前記側面には第１係合部が設けられ、他方の前記側面には前記第１係合部と係合可能な形状の第２係合部が設けられているスパンドレルと、
   前記主面及び前記側面によって形成される凹部に配置された弾性部材とを備え、
   前記弾性部材は、前記天井下地材と前記主面との間にて圧縮された状態で配置されている、天井構造。

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