JP4111971B2 - 衝撃及び騒音吸収用複合構造物、建築物の層間床構造 - Google Patents

Description

本発明は衝撃及び騒音吸収用構造物、建築物の層間床構造に関し、より詳しくは重量が軽く、衝撃吸収性に優れており、振動と騒音を緩和することができる複合構造物及び層間床構造に関するものである。

最近、隣接世帯と限られた厚さの壁と床を共有しなければならない特性がある共同住宅の層間騒音問題は重要な社会的問題となっている。

共同住宅の場合、主に鉄筋コンクリートや鉄骨コンクリートで建築されるが、このようなコンクリート構造は壁体や床が比較的に薄いスラブで構成されて騒音伝達されやすい。

このような層間騒音は持続的に騒音を発生する自動車や航空機または工事現場の騒音とは異なって間歇的に発生し、騒音の音圧レベルは低いが、体感騒音が高く、不快感を誘発するという点で多くの問題がある。また、このような騒音は音波の進行と媒質の振動伝達及び電波等の複合作用によって上層で発生した騒音が下層に伝達されて下層居住民を不快にする。

このような層間騒音問題を解決するためにコンクリートにスポンジや発砲スチロール、岩綿、ガラス面又は樹脂等の合成繊維などを挿入／付着しているが、これら素材の大部分は断熱性に優れているが、可燃性物質であるために消防に脆弱であり、騒音を十分に緩和させることができないという問題点がある。

従来のこのような騒音及び断熱材の短所を解決するための構造物として、コンクリート床スラブ面とその上部に緩衝ソケットを挿入し、その上に再び断熱緩衝材と気泡コンクリートを打設すると共に床スラブ面と隣接壁面を分離する、いわゆる浮きフローア構造を形成する技術が共同住宅の建築時に多く適用されている。

しかし、このような浮きフローア構造は施工が複雑で、床表面に亀裂が起こり、特に施工後に床に加えられる衝撃及び振動を十分に吸収できない耐亀裂性と耐衝撃性問題だけでなく、上層で発生した騒音を十分に緩和させることができないという問題がある。

一方、軽量性保温断熱材として化学的に構造を膨張させた発砲ポリスチレン（ＥＰＳ;Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）と物理的に構造を膨張させた発砲ポリプロピレン（ＥＰＰ；Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）も層間騒音防止材又は断熱材と衝撃緩和材として多く使用されている。

しかし、これらＥＰＳやＥＰＰ素材は重量と強度、そして熱安定性が一定である長所はあるが、化学薬品に溶解しやすく、環境問題による使用規制が強化されている。

また、その他層間騒音問題を解決するための方法として表面緩衝工法が知られている。表面緩衝工法は床に加えられる衝撃音の特性を変化させる原理を利用したものである。例えば、床表面にカーペットや発泡ビニル系または床紙のような柔軟な床仕上げ材を施工して、このような床仕上げ材がこれに加えられた衝撃を弾性によって吸収させることである。このような形態で床仕上げ材が衝撃を吸収すれば、衝撃時間が長くなって全衝撃量は変わらないとしても、最大衝撃力を小さくして結局衝撃音を小さくすることができる。

しかし、このような表面緩衝工法は高周波帯域の騒音を多少減少させることができるが、人が足で床を踏み鳴らして騒音を立てたり、重い物品が床に落ちて発生する重量衝撃音のような低周波帯域の騒音を減少させることには効果がないと知られている。

一方、自動車や高速列車又は道路のガードレール等のような運送構造物は衝突や衝撃を吸収するための構造物が装着されたり、構造物の構造を衝撃を吸収できる形態に設計されている。

しかし、このような衝撃吸収構造物はほとんど油圧を利用する等、高価の別途設備が必要であり、構造物の設計を変更した場合にも１次的な衝撃を吸収することはできるが、騒音吸収などのような他の物理的欠点を全て解決できる複合機能の構造物ではないという問題がある。

以上のように建築、土木、機械など衝撃／振動／騒音などが防止できる全ての技術分野で使用することができる、つまり、建築物の層間騒音防止機能、断熱機能、そして運送構造物の安全性と衝撃吸収性及び振動防止機能などを全て確保できる複合機能の構造物が開発される必要がある。

そこで、本発明は前記のような問題点を解決するために創案したものであり、その目的は、振動や衝撃による騒音が発生する建物や構造物に衝撃又はこれによる騒音を低減させることができる複合構造物及び層間床構造を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、上部板及び下部板と、前記上部板と前記下部板との間に挿入され、ブロック形状を維持しており、内部に粒子物質を充填することができる空間が形成された支持体と前記支持体内部に充填された耐熱性騒音吸収粒子からなる衝撃及び騒音吸収体とを含み、前記耐熱性騒音吸収粒子は断熱性能に優れた砂、粘土、炭酸カルシウム複合粉末、石膏、エチレン−酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ、ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はシリコン樹脂の中で選択されたいずれか一つまたは二つ以上が混合されて成り、前記支持体は包装用ビニル支持体から成る衝撃及び騒音吸収用複合構造物を提供する。

ここで、上部板と下部板はアルミニウム板やアルミニウム合金板、炭素鋼板や鉄合金鋼板、金属複合材料、高分子複合材料、炭素複合材料またはコンクリートのうちのいずれか一つで製作されることが好ましい。

そして、本発明の他の実施例で提供する耐熱性騒音吸収粒子を充填するための空間が形成された支持体はフェノール樹脂、尿素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリプロピレンの中で選択されたいずれかで製造された包装用ビニルを使用してもよい。

包装用ビニルを支持体として使用する場合、包装用ビニル内部に耐熱性騒音吸収粒子を充填させ、低圧状態の真空で包装して衝撃及び騒音吸収体として提供することができる。

そして包装用ビニル支持体はその内部に内部空間を一定に維持して前記上部板から伝達される圧力を支持するための補助支持体が挿入されることが好ましい。

このような補助支持体は複数の柱のみから形成してもよく、複数の柱を間に置いて上部と下部に支持板を一体に形成してもよい。

また、下部板の上に包装用ビニル支持体を一体に形成して一つの複合構造物を製造してもよい。

本発明の他の目的を達成するために、本発明は、床仕上げ材層と、前記床仕上げ材層の下部に施工されたオンドル管及び仕上げモルタル層と、前記オンドル管及び仕上げモルタル層下部に施工されたコンクリート層と、前記コンクリート層下部に施工された断熱材層と、前記断熱材層下部に施工された上部板及び下部板と、前記上部板及び前記下部板との間に挿入され、その内部に粒子物質を充填することができる空間が形成された支持体と、前記支持体内部に充填された耐熱性騒音吸収粒子とから成る衝撃及び騒音吸収体で構成された複合構造物層と、前記複合構造物の下部板下部に施工される断熱材層と、前記断熱材層下部に施工された鉄筋コンクリートスラブ層とを含み、前記耐熱性騒音吸収粒子は断熱性能に優れた砂、粘土、炭酸カルシウム複合粉末、石膏、エチレン−酢酸ビニル樹脂又はシリコン樹脂の中で選択されたいずれか一つまたは二つ以上が混合されて成り、前記支持体は包装用ビニル支持体から成る建築物の層間床構造を提供する。

本発明による複合構造物は砂などが充填された衝撃及び騒音吸収体を上下板の間に挿入接着することによって、次のような多くの発明の技術的効果を発揮する。

第一;本発明の複合構造物によって耐久性が優れていて高剛性を維持する技術的効果がある。

第二;衝撃及び騒音吸収体の各ハニカム空間又は包装用ビニル内部に砂などを充填させることによって衝撃吸収能力に優れていて、同時にこれによる優れた騒音吸収効果も発揮する。

第三;本発明による複合構造物は衝撃と騒音低減の効果を必要とする建築物の層間断熱/騒音嗟遮断材及び動的構造物である自動車や航空産業における衝撃エネルギー吸収用及び単位重量当り強度の増加用として広く活用することができるという効果がある。
第四;本発明による複合構造物を前記のような部分に適用すれば、予測し難い突然の衝撃が加えられる部分に対して未然に損傷を予防し、衝撃に晒されやすい構造物に適用することによって使用範囲領域を拡大することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。ただし、本発明は多様で相異なる形態として実現することが可能であり、ここで説明する実施例に限られるわけではない。また、添付した図面では本発明を明確に説明するために必要な部分のみを示しており、明細書全体にわたって同一又は類似な構成要素については同一の参照符号を付している。

本発明の一実施例による複合構造物は図１乃至図４に示されているように、上部板１０と下部板１２との間に衝撃及び騒音吸収体１１、３１が挿入されて全体的にサンドウィッチ形状の構造物を形成する。

ここで上部板１０と下部板１２はアルミニウム板やアルミニウム合金板、炭素鋼板や鉄合金鋼板、金属複合材料、高分子複合材料、炭素複合材料またはコンクリートのうちのいずれかから選択された材質が好ましく、これら材料は薄くて強い剛性を有する特性の高密度材質で製作される。

本発明による複合構造物は既存の層間騒音材が配置されていた位置、つまり、建築物の層間に形成されたコンクリートと鉄筋コンクリートスラブとの間に設置することができ、車両等のバンパーのように衝撃を吸収する部品に適用することもできる。

本発明の一実施例として提示され、上部板１０と下部板１２との間に挿入される衝撃及び騒音吸収体１１、３１は多様な形態に製造することができるが、基本的にブロック形状を維持していて、内部に粒子物質を充填することができる空間が形成された支持体２６、４０、５０と、このような支持体内部に充填された耐熱性騒音吸収粒子４８とを含んで成る。

ここで、耐熱性騒音吸収粒子４８は断熱性能に優れた砂、粘土、炭酸カルシウム複合粉末、石膏、エチレン−酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）またはシリコン樹脂のうちのいずれか一つを選択したり、これらを混合して使用することができ、これら粒子は粒度を均一にした後、充填することが好ましい。

本発明では衝撃及び騒音吸収体１１、３１の一例としてハニカム支持体２６とこのようなハニカム支持体内部空間に耐熱性騒音吸収粒子４８が充填された形態を提供し、他の例として包装用ビニルからなる支持体４０と、このような包装用ビニル支持体内部空間に耐熱性騒音吸収粒子４８が充填された形態を提供する。

次に、まず図１を参照してハニカム支持体２６からなる衝撃及び騒音吸収体１１について説明する。

本発明の一実施例によるハニカム支持体２６からなる衝撃及び騒音吸収体１１は、ハニカム形状の支持体２６と、このようなハニカム支持体２６の内部に形成された空間に充填された耐熱性騒音吸収粒子４８とで構成される。

そして、ハニカム支持体２６はアルミニウム材質やアルミニウム合金材質、高分子材料、合成樹脂、プラスチック又は紙類の中のいずれか一つから選択された材料として低密度を有する材質を選択することが好ましい。

本発明によるハニカム支持体２６からなる衝撃及び騒音吸収体１１は、上部板１０と下部板１２の配列方向に対して水平方向に結合することもできるが、その方向に垂直な方向に結合することが好ましい。

また、本発明によるハニカム支持体２６の各ハニカム空間には断熱性能に優れた耐熱性騒音吸収粒子４８を充填することが好ましい。

次に、図２乃至図４を参照して包装用ビニル支持体４０からなる衝撃及び騒音吸収体３１について説明する。

本発明の他の実施例による包装用ビニル支持体４０からなる衝撃及び騒音吸収体３１は基本的に包装用ビニル支持体４０の内部に耐熱性騒音吸収粒子４８を充填した後、低圧でビニル支持体４０の内部の空気を排出し、包装用ビニルを完全に密封したものである。したがって、包装用ビニル支持体４０は低圧真空包装を完了すれば、図２の図面符号４１のように包装用ビニル内部に充填された耐熱性騒音吸収粒子４８の輪郭がビニル外部にそのまま露出されてビニル表面に現れる。

ここで包装用ビニル支持体４０に使用されるビニルはフェノール樹脂、尿素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリプロピレンの中で選択して使用することができる。

そして、このような包装用ビニル支持体４０の内部には内部空間を一定に維持して上部板１０から伝達される圧力を支持するための補助支持体４５を挿入しても良い。

補助支持体４５の形状は多様な形態として製作することができ、複数の柱のみから形成してもよく、図３のように柱４６を間に置いて上部と下部に支持板が一体に形成されてもよい。そして、図３に示した補助支持体４５においては耐熱性騒音吸収粒子４８を収容するための内部空間が十分に確保されなければならないので、複数の孔４７が形成されるのが好ましい。

他の補助支持体４５としては、包装用ビニル支持体４０内部に挿入充填される耐熱性騒音吸収粒子４８によって倒れない形状であればいずれの形状でも構わないが、柱状の形態として製作されるのが好ましい。このような補助支持体４５はポリエステル、ポリプロピレンなどのような高強度のプラスチックで製造してもよく、木などのように剛性が維持できる材料であればいずれによっても製造することが可能である。

図３を参照して補助支持体４５が包装用ビニル支持体４０の内部に挿入されている衝撃及び騒音吸収体３１の製造方法について説明する。まず、包装用ビニル支持体４０の入口に補助支持体４５を挿入した後、シャベル４９などを利用して砂のような耐熱性騒音吸収粒子４８を補助支持体柱４６の間に形成された空間を利用して充填し、振動を与えて充填された耐熱性騒音吸収粒子４８の充填密度を最大限に高める。その後、包装用ビニル支持体４０の入口を低圧真空状態にして密封する。このような低圧真空状態でビニル封筒を密封する方法は製菓業界や肥料業界等で製菓や肥料を包装する時に使用する方法と類似しているので、これについての詳細な説明は省略する。

図４を参照して他の形態の包装用ビニル支持体４０を説明する。

図４に示している包装用ビニル支持体４０は下部板１２を利用したもので、下部板１２上部に耐熱性騒音吸収粒子４８を積んだ後、その上を包装用ビニル支持体５０で覆って低圧状態で真空に包装した。

このために下部板１２の上部面にペイントなどのような耐水物質を塗布して表面を密封した後、耐熱性騒音吸収粒子４８を積んでその上を包装用ビニル支持体５０で覆い下部板１２の側面に重なった包装用ビニル部分を真空処理のための程度のみ残した状態で完全に接着した後、低圧真空処理することによって密封して製作する。このように下部板１２の上に包装用ビニル支持体５０を一体に製作した後、上部板１０を位置させて一つの複合構造物を製造する。

次に、本発明による複合構造物を建築用として使用する場合について説明する。

図５に示したように、建築物の層間断熱/防音剤として使用する場合、本発明の複合構造物を建築物の床構造の間に挿入して設置することができる。

このように建築物に本発明の複合構造物を施設する場合、上層部には床仕上材１３が設置され、その下にはオンドル管及び仕上モルタル１４が施工され、更にその下にはコンクリート層１５が施工され、その下には断熱効果を増大させるための断熱材１６が設けられる。このような状態で本発明による複合構造物である上部板１７と衝撃及び騒音吸収体１１、そして下部板１９で構成された構造物を設置する。また、複合構造物の下部板１９の下には再び断熱効果を増大させるための断熱材２０が施工され、その下部には鉄筋コンクリートスラブ２１が施工されている。

上述したように建築物に施工される本発明の複合構造物を積層されている順に説明したが、実際の施工ではその逆の順番で行われることは当然である。

図６は上述した本発明の複合構造物が挿入された建築床構造の断面図を示している。

図６に示したように、本発明による複合構造物を建築床構造に適用する場合、断面の変化なく簡便に施工を行うことが可能であることが分かる。

以上のように本発明の複合構造物を建築床構造に施設する場合、床仕上材から伝達される衝撃量は砂などが充填された複合構造物でほとんど吸収され、衝撃及び騒音吸収体３１の優れた特性である耐熱性、耐久性、耐薬品性、圧縮永久歪により、衝撃及び騒音を半永久的に、体積を殆ど変化させることなく吸収できるので、システムの安定性を確保することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形する形態もまた、本発明の範囲に属することは当然である。

本発明の一実施例によるハニカム支持体からなる複合構造物を示す部分斜視図である。 本発明の他の一実施例による包装用ビニル支持体からなる複合構造物を示す部分斜視図である。 包装用ビニル支持体を製造する方法を示す説明図である。 包装用ビニル支持体を製造する他の方法を示す斜視図である。 本発明実施例による複合構造物を建築物の床構造に適用したことを示す分解斜視図である。 図５のＡ−Ａ´線で切断したことを示す断面図である。

符号の説明

１０、１７ 上部板
１１、３１ 衝撃及び騒音吸収体
１２、１９ 下部板
１３ 床仕上材
１４ オンドル管及び仕上モルタル
１５ コンクリート層
１６ 断熱材
２１ 鉄筋コンクリートスラブ
２６、４０、５０ 支持体
４５ 補助支持体
４６ 柱
４７ 孔
４８ 耐熱性騒音吸収粒子

Claims (13)

1. 上部板及び下部板と；
   前記上部板と前記下部板との間に挿入され、ブロック形状を維持しており、内部に粒子物質を充填することができる空間が形成された支持体と前記支持体内部に充填された耐熱性騒音吸収粒子からなる衝撃及び騒音吸収体とを含み、
   前記耐熱性騒音吸収粒子は断熱性能に優れた砂、粘土、炭酸カルシウム複合粉末、石膏、エチレン−酢酸ビニル樹脂又はシリコン樹脂の中で選択されたいずれか一つまたは二つ以上が混合されて成り、
   前記支持体は包装用ビニル支持体から成ることを特徴とする衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
2. 前記上部板及び前記下部板はアルミニウム板やアルミニウム合金板、炭素鋼板や鉄合金鋼板、金属複合材料、高分子複合材料、炭素複合材料又はコンクリートのうちのいずれか一つで製作されたことを特徴とする請求項１に記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
3. 前記包装用ビニル支持体は低圧真空で密封されていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
4. 前記包装用ビニル支持体はその内部に内部空間を一定に維持して前記上部板から伝達される圧力を支持するための補助支持体が挿入されていることを特徴とする請求項３に記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
5. 前記補助支持体は複数の柱を間に置いて上部と下部に支持板が一体に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
6. 前記補助支持体は複数の柱のみから成ることを特徴とする請求項４に記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
7. 前記包装用ビニル支持体は前記下部板上部に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
8. 前記包装用ビニル支持体はフェノール樹脂、尿素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリプロピレンの中で選択されたいずれかで製造されたことを特徴とする請求項１，３乃至７のいずれかに記載の衝撃及び騒音吸収用複合構造物。
9. 床仕上材層と；
   前記床仕上材層の下部に施工されたオンドル管及び仕上モルタル層と；
   前記オンドル管及び仕上モルタル層下部に施工されたコンクリート層と；
   前記コンクリート層下部に施工された断熱材層と；
   前記断熱材層下部に施工された上部板及び下部板と、前記上部板及び前記下部板との間に挿入され、その内部に粒子物質を充填することができる空間が形成された支持体と、前記支持体内部に充填された耐熱性騒音吸収粒子とから成る衝撃及び騒音吸収体で構成された複合構造物層と；
   前記複合構造物の下部板下部に施工される断熱材層と；
   前記断熱材層下部に施工された鉄筋コンクリートスラブ層とを含み、
   前記耐熱性騒音吸収粒子は断熱性能に優れた砂、粘土、炭酸カルシウム複合粉末、石膏、エチレン−酢酸ビニル樹脂又はシリコン樹脂の中で選択されたいずれか一つまたは二つ以上が混合されて成り、
   前記支持体は包装用ビニル支持体から成ることを特徴とする建築物の層間床構造。
10. 前記包装用ビニル支持体は低圧真空で密封されていることを特徴とする請求項９に記載の建築物の層間床構造。
11. 前記包装用ビニル支持体はその内部に内部空間を一定に維持して前記上部板から伝達される圧力を支持するための補助支持体が挿入されていることを特徴とする請求項１０に記載の建築物の層間床構造。
12. 前記補助支持体は複数の柱を間に置いて上部と下部に支持板が一体に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の建築物の層間床構造。
13. 前記包装用ビニル支持体は前記下部板上部に一体に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の建築物の層間床構造。

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