JP4147535B2 - 梁装置 - Google Patents

Description

本発明は、床に加えられた衝撃振動を吸収する梁装置に関する。

アパートやマンションの床は、子供が飛び跳ねることなどにより床面が振動し、衝撃が階下や周辺に伝播して振動障害を引き起こすことがある。このような振動を軽減するため、従来は、床を支える根太の足に防振ゴムパッドをあてがい、床等の重量を大きくし堅固にする方法が採られている。しかし、十分な制振効果が得られていない。

床を柔らかいバネで支持する構造を採用すると、衝撃により床自体が大きく揺れてしまう。逆にバネを堅くすると、揺れは小さくなるが設置箇所への振動伝達が増える。

床を質量体に衝突させてエネルギーを消費するインパクトダンパが用いられることもあるが、インパクトダンパの挙動は、容器の隙間や質量比、反発係数、振動数比、外力の大きさ等に大きく依存するため、厳密な設計がなされないと制振効果が得られない。

そこで、本発明者は、床や機械等の制振対象に衝撃的な外乱が付加された場合、制振対象の振動を有効に抑制することのできる制振装置を既に提案した。これは、制振対象に制振質量が接触して設置されており、制振質量は制振対象から運動量が伝達されると、制振対象から分離して運動し、この運動により運動量を消費した制振質量を次の衝撃が付加される前に元の位置に復帰させる復元機構を有する制振装置である。復元機構はバネとダッシュポットを備え、制振質量が床から離れるときには減衰が小さく、床から遠くなるにしたがって減衰が大きくなるように構成されている。（特許文献１参照）

しかし、このような制振装置は、直接アパートやマンションなどの床に取り付けることは工事が大変であり、簡単に取り付けることができない。
特開平１０−１１０７７４号公報

本発明は、上記のような要望に鑑みて創出されたもので、本発明の目的は現状の床に後からでも設置することが可能で、省スペースで床の高さが高くならない、衝撃吸収機構が組み込まれた梁装置を提供することにある。

本発明による請求項１に記載の梁装置は、床の下面に本体部が敷設されることにより床を支持する梁装置であって、床から伝達される衝撃に伴って衝撃の方向に沿って直線運動を行なう運動質量体と、運動質量体を弾性的に支承する弾性部材と、回転するにしたがって抵抗力が大きくなるように作動する回転ダンパとが前記本体部内に配置されており、前記運動質量体の直線運動を回転運動に変換する運動変換手段によって、前記回転ダンパと前記運動質量体とが連結されるとともに、前記回転ダンパおよび前記弾性部材の底部を支持するベースプレートが設けられ、前記ベースプレートが弾性マットを介して前記本体部の底部に固定され、前記運動質量体の直線運動を案内するシャフトが前記運動質量体を貫通するように前記ベースプレートに立設されることを特徴とする。

請求項２によれば、前記運動質量体と前記シャフトとの間に、前記運動質量体の直線運動方向に延びるベアリングが設けられることが好ましい。

本発明による請求項１によれば、床に加えられた衝撃エネルギーが運動質量体のスライド運動で吸収されるから、その分だけ床を振動させることがない。また、運動質量体は、回転ダンパの制動を受け、その後弾性部材の復元力で元の位置に柔軟に戻される。運動質量体や回転ダンパを含む衝撃振動吸収の機構が梁の本体部に組み込まれているので、床の高さが増加せず省スペースにできる。また、既存の床への設置も容易である。

また、回転ダンパおよび弾性部材の底部を支持するベースプレートと本体部の間に弾性マットが設けられるので、振動の高周波成分を遮断し本体部に伝達しないようにできる。

さらに、運動質量体の直線運動を案内するシャフトが運動質量体を貫通するようにベースプレートに立設されるから、運動質量体の左右のぶれがなく、直線運動を回転運動に変換する運動変換手段がロスなく正確に作動できる。

請求項２によれば、運動質量体とシャフトとの間に、運動質量体の直線運動方向に延びるベアリングが設けられるから、運動質量体の上下方向への直線運動を円滑にして、床への衝撃力を運動質量体の運動エネルギーとして効率よく吸収できる。

以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明による梁装置の据付状態を示す正面図である。図２は本発明による梁装置の据付状態を示す側面図である。図１、２に示すように、梁装置１００は、梁の本体部１の内部に衝撃振動吸収機構２００が組み込まれたものである。なお、梁装置１００の形状はコ字形としたが、これにとらわれず、エ字形、一部開口部を設けたロ字形などとしてもよい。梁装置１００は、例えばコンクリート土台であるスラブ６の上に設置された防振マウント５と床７との間に設置される。防振マウント５は、空気バネなどのタイプもあるが、ここでは引出円Ｃ１に示すように、円筒形で内部に高粘性の樹脂が充填されたものを使用した。これは、粘性の樹脂が、オリフィスと呼ばれる絞り弁を介して樹脂タンク室の間を行き来して振動を吸収するものである。

図１に示すように、衝撃振動吸収機構２００は、梁の本体部１の内側上部に接触して設けられる運動質量体２と、運動質量体２の底部を支える弾性部材であるコイルスプリング３と、同様に運動質量体２の底部に設けられた回転ダンパ４を含んで構成される。床７に衝撃が与えられると、低反発素材であるウレタンを使用したプッシャ８を介して、衝撃エネルギーが運動質量体２に伝達され、運動質量体２が衝撃の方向に沿って、ここでは下方に向かって動く。なお、コイルスプリング３は柔らかいものとしている。

図３は、本発明による梁装置の詳細な構造を示す正面図である。梁装置１００は、内部に衝撃振動吸収機構２００を組み込んだものである。鋼鉄で製造された梁の本体部１は、コ字形をして正面に開口させている。衝撃振動吸収機構２００は、上から、プッシャ８が梁の本体部１の内側上部に、左右のコイルスプリング３の力で接触し、衝撃力が運動質量体２に伝達される。衝撃振動吸収機構２００の底部にはベースプレート１０が設けられ、ゴム製の弾性マット１１を介して梁の本体部１の底部にボルト締め１６される。弾性マット１１は高周波の振動を遮断できる。運動質量体２は、２本のシャフト１２で左右には動かず、上下に可動となるように支持される。シャフト１２にはリニアブッシュ９が装着されるので、運動質量体２は上下方向に円滑な直線運動をすることができる。正面中央には回転ダンパ４がベースプレート１０に固定されて立設される。

図４は、本発明による梁装置の詳細な構造を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。梁の本体部１の上部面部材を省略して衝撃振動吸収機構２００の平面図を示している。シャフト１２にはリニアブッシュ９が装着され、リニアブッシュ９には直動ベアリングが組み込まれている。直動ベアリングはボールベアリングが直線運動を円滑に行なうように配置されたものである。運動質量体２の正面にはラックギア１５が設けられ、ラックギア１５螺合する平歯車１４が、回転ダンパ４の軸に設けられる。このラックギア１５と平歯車１４は、運動質量体２の直線運動を回転運動に変換する運動変換手段として作用する。床への衝撃力を受けて運動質量体２が下方に動くと、ラックギア１５も下方に動くので、これに伴い平歯車１４が回転される。

図４（ｂ）に示すように、梁装置１００の梁の本体部１はコ字形とした。衝撃振動吸機構２００が、梁の本体部１の内側に組み込まれる。床への衝撃力で運動質量体２がコイルスプリング３を押し縮めて下方に動くと、運動質量体２に取り付けられたラックギア１５も下方に動き、ラックギア１５に螺合する平歯車１４が回転する。平歯車１４は回転ダンパ４の軸に取り付けられて、右に回転するが、回転当初は抵抗力が小さく、次第に抵抗力が増す。運動質量体２の下方への動きが止まると、コイルスプリング３の復元力で逆に戻され、運動質量体２は上方向に動く。そしてプッシャ８が梁の本体部１の内側上部に柔軟に接触される。

図５はリニアブッシュの斜視図である。リニアブッシュ９は、その外側に２〜４条の直動ベアリング１７有する。リニアブッシュ９はシャフト１２に装着され、運動質量体２の通孔に挿入されるので、運動質量体２の上下の直線運動が円滑に行なえる。運動質量体２の通孔にリニアブッシュ９を装着し、そのリニアブッシュ９の内側に直動ベアリング１７を設けて、ここにシャフト１２を挿入して構成してもよい。

本発明は、床に加えられた衝撃振動を吸収する梁装置であり、建築用の部材として好適である。

本発明による梁装置の据付状態を示す正面図である。 本発明による梁装置の据付状態を示す側面図である。 本発明による梁装置の詳細な構造を示す正面図である。 本発明による梁装置の詳細な構造を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 リニアブッシュの斜視図である。

符号の説明

１ 梁の本体部
２ 運動質量体
３ コイルスプリング
４ 回転ダンパ
５ 防振マウント
６ スラブ
７ 床
８ プッシャ
９ リニアブッシュ
１０ ベースプレート
１１ 弾性マット
１２ シャフト
１４ 平歯車
１５ ラックギア
１６ ボルト締め
１７ 直動ベアリング
１００ 梁装置
２００ 衝撃振動吸収機構

Claims (2)

1. 床の下面に本体部が敷設されることにより床を支持する梁装置であって、
   床から伝達される衝撃に伴って衝撃の方向に沿って直線運動を行なう運動質量体と、運動質量体を弾性的に支承する弾性部材と、回転するにしたがって抵抗力が大きくなるように作動する回転ダンパとが前記本体部内に配置されており、前記運動質量体の直線運動を回転運動に変換する運動変換手段によって、前記回転ダンパと前記運動質量体とが連結されるとともに、前記回転ダンパおよび前記弾性部材の底部を支持するベースプレートが設けられ、前記ベースプレートが弾性マットを介して前記本体部の底部に固定され、前記運動質量体の直線運動を案内するシャフトが前記運動質量体を貫通するように前記ベースプレートに立設されることを特徴とする梁装置。
   
2. 前記運動質量体と前記シャフトとの間に、前記運動質量体の直線運動方向に延びるベアリングが設けられることを特徴とする請求項１に記載の梁装置。
   

Images