JP4327044B2 - 構造物床の防振工法 - Google Patents

Description

この発明は、構造物の床の防振工法の技術分野に属し、更に云えば、本出願人による先の特願２００３−４４７１０及び特願２００４−２３７８７４に係る構造物床の防振工法について、動吸振器を設けることにより防振効果及び居住性を更に向上させることができる防振工法に関する。

多数の人間が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする跳躍運動やプレス機械の運転等の加振力に起因する構造物の振動は、同構造物の躯体を伝搬して上下の階で、あるいは基礎や地盤を伝搬して近隣構造物の床や梁に、水平・上下の振動（共振）を誘発し、不快な振動を感じる等の振動障害を発生することが知られている。

この振動障害は、音楽のリズムに合わせて多数の人間がほぼ同位相で上下運動すること等に起因している。例えば、２つの加振力が同位相で作用する場合、構造物には１つの加振力の２倍の振動が生じる。さらに多くの加振力が同位相で作用すると、構造物に生じる振動は、通常、人間の数に応じて、３倍、４倍…と整数倍で過大なものとなる。なお、同位相でない場合にも過大なものとなる。

従来の防振技術は、加振力が作用する床の全面を、防振材で防振支持する等の防振技術を導入することにより、共振回避および床下構造（基礎や地盤など）への振動伝達率の低減が図られてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。

前記特許文献１に開示された防振技術は、予め、加振力たる複数のプレス機械の往復運動の位相を互いにずらした設定とし、各プレス機械における慣性力に基づく振動波を打ち消し合うモードを作ることにより防振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、音楽のリズムに合わせて多数の人間がほぼ同位相で上下運動する場合の構造物については、予め位相をずらす設定ができないので適用できないという問題がある。

前記特許文献２に開示された防振技術は、加振力が作用する床の全面に中空パネルを設け、該中空パネルの内部に高密度体を内蔵した弾性体を設け、当該弾性体を動吸振器として作用させ、中空パネル（床）に発生した振動を有効に吸収してパネル全体の振動を小さくすることにより防振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、上述したように、床の全面を防振支持するため、床の面積に応じて多くの防振材が必要となり、経済的でないという問題がある。また、動吸振器は、ある特定の振動数に対しては一定の効果を発揮するものであるため、音楽のリズムに合わせる動作のように音楽のスピードによって振動数が変化する加振に対しては有効ではないという問題もある。

前記特許文献３に開示された防振技術は、構造物の振動障害が発生する場所に振動を打ち消すべく上下方向に制振力を発生するアクティブ制振装置を設置し、同じ場所に設置した振動センサーにより計測した振動情報に基づいて前記アクティブ制振装置の駆動制御を行い制振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、アクティブ制振装置自体が非常に高価であり、かつ、維持費がかかることに加え、振動センサーによる制御が精密かつ複雑という問題がある。

特公平３−３８１８号公報 特公平４−５８８６５号公報 特開平８−５３９５４号公報

本出願人は、今般、前記先の特願２００３−４４７１０（以下適宜、先願１と略称する。）に係る構造物床の防振工法を開発し別途特許出願した。

前記先願１に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせるので（先願１の請求項１参照）、位相差を利用せずに床全面を防振支持する従来技術と比して、先願１の図５に示したように、ｆを加振力の振動数、ｆｎを床の固有振動数とした場合に、０＜ｆ／ｆｎ＜２の範囲で顕著な防振効果（Ｆｓを伝達力、Ｆｓｏを加振力とした場合の振動伝達率：Ｆｓ／Ｆｓｏ）を得ることが分かる。

したがって、先願１の構造物床の防振工法によれば、［本発明の奏する効果］に記載している通り、（１）加振力が作用する構造物の床の一部のみを防振支持して防振効果を図り得ると共に、シンプルな構造で実施できるので、経済性に優れている、（２）加振力が作用する構造物床に対して占める防振エリアの割合、及び加振力の加振振動数の高低、並びに加振力の位相の相違を問わず、防振効果を図ることができるので、フレキシブル性に優れているなどの効果を奏し、有用である。

この先願１に係る技術について、防振効果を図る上で効果的な部位に、動吸振器を設けて実施すれば、防振効果および居住性を更に向上させることが期待できると共に、振動を低減するための振動設計に幅ができるので、更に有用である。

また、本出願人は、今般、前記先の特願２００４−２３７８７４（以下適宜、先願２と略称する。）に係る構造物床の防振工法を開発し別途特許出願した。

前記先願２に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記複数の防振エリアは固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせるので（先願２の請求項１参照）、前記先願１に開示した構造物床の防振工法と比して、振動伝達率を全体的に低減できると共に、複数の異なる振動数を有する加振力に対して個別に対処して効率よく防振効果を発揮することができる。また、振動数、減衰定数、加振力分担比などの変動に対するロバスト性（安定性に優れている性質、又は柔軟に対応できる性質を云う。以下同じ。）を向上させることができる。

この先願２に係る技術についても同様に、防振効果を図る上で効果的な部位に、動吸振器を設けて実施すれば、防振効果および居住性を更に向上させることが期待できると共に、振動を低減するための振動設計に幅ができるので、更に有用である。

本発明の目的は、先願１および先願２に開示した構造物床の防振工法について、防振効果を図る上で効果的な部位に、動吸振器を設けて実施することにより、防振効果および居住性を更に向上させると共に、振動を低減するための振動設計のバリエーションを増やすことができる、構造物床の防振工法を提供することである。

上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器を設置し、
前記防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相と前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする。

請求項２に記載した発明に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器を設置し、
前記複数の防振エリアは固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相と前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする。

請求項３に記載した発明に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器を設置し、
前記複数の防振エリアは、固有振動数が同一の防振エリアの組が、各組毎の固有振動数が異なる組み合わせとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相と前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする。

本発明に係る構造物床の防振工法によれば、先願１および先願２に開示した構造物床の防振工法が奏する効果に加えて、下記する効果を奏する。
１）振動伝達率を、全体的に更に低減することができるので、振動伝達率の増幅領域を気にすることなく、よりフレキシブルに防振効果を図ることができ、居住性を向上させ得るなど、さらに防振効果に優れた防振工法を実現できる。
２）各防振エリアの分割数、減衰定数、加振力分担比などをチューニングする振動設計について、動吸振器を設置する部位及び数並びに性能を調整することにより、振動伝達率の最大値、最小値、伝達率曲線の形状を自在に設計できると共に、振動設計のバリエーションを増やすことができる。

図１〜図３は、請求項１に記載した構造物床の防振工法の実施例を示している。
この構造物床の防振工法は、構造物の床１を、加振力に対して防振支持した防振エリア２と、防振支持しない非防振エリア３との組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器１０を設置し、前記防振エリア２から床下構造（基礎、或いは建物の床などが該当する。以下同じ。）４へ伝達される振動の位相と、前記非防振エリア３から床下構造４へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器１０の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする（請求項１記載の発明）。

前記防振エリア２は、床下構造４の一部（図示例では５０％程度の面積）の上面に防振材５をバランス良く設置して防振支持した二重床構造で実施している。前記非防振エリア３は、床下構造４の一部（図示例では５０％程度の面積）の上面にコンクリート製の柱材６を打設し、その上にコンクリート床７を構築して前記防振エリア２の高さと一致させた二重床構造で実施している。

前記動吸振器１０は、図２のばね−質量モデルにも示したように、床下構造４の上面にバランス良く複数個（図示例では１８個）設けて実施している。

前記非防振エリア３は、図４に示したように、下部構造４をそのままの状態で非防振エリア３として実施することもできるし、図５に示したように、床下構造４の上面に直接、コンクリート床７を打設して前記防振エリア２の高さと一致させて実施することもできる。但し、前記動吸振器１０は、前記防振エリア２乃至非防振エリア３の床面上に露出しない構成で実施することが使用上好ましい。

ちなみに、図示例では、一例として、前記加振力を負担する、防振支持した防振エリア２と非防振エリア３の面積比（加振力に対する防振エリア２と非防振エリア３との割合）を１：１に設定し、もって前記各エリア２、３に前記加振力が約１／２ずつ作用する構成で実施している。なお、前記面積比は便宜上、１：１で実施しているがこれに限定されないことは先願１及び先願２に係る発明の詳細な説明で説明した通りである。

図３は、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１７Ｈｚ成分を抽出したグラフである。具体的に、図３Ａは、非防振エリア３の振動振幅を示しており、図３Ｂは、防振エリア２の振動振幅を示しており、図３Ｃは、床下構造４へ伝搬する振動振幅を示しており、図３Ｄは、床下構造４へ伝搬した振動を動吸振器１０で低減した振動振幅を示している。

この請求項１に記載した発明は、総じて言えば、本出願人による先願１に係る技術について、振動低減効果をさらに向上させるべく、動吸振器１０を床下構造４等に設置して実施したものであり、図３に基づいて説明すると、図３Ｃは、先願１に係る技術による振動低減効果を示していると云えるし、図３Ｄは、請求項１に係る技術による振動低減効果を示していると云うこともできる。

即ち、図３Ｃは、非防振エリア３の位相（図３Ａ参照）に対して、図３Ｂに示したように、防振エリア２から床下構造４へ伝達される振動の位相を、チューニングして反転するように遅らせることにより、両者の位相差を利用して、両者の振動を足し合わせて相殺することで振動の低減を実現していることを示している。請求項１に係る図３Ｄは、図３Ｃに示した振動低減効果に加えてさらに、動吸振器１０を、振動低減効果を十分に発揮できる最適値（床下構造４の固有振動数近辺）にチューニングして床下構造４に設置することにより、振動低減効果を更に向上させていることを示している。

図６は、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１２Ｈｚ成分を抽出したグラフである。具体的に、図６Ａは、非防振エリア３の振動振幅を示しており、図６Ｂは、防振エリア２の振動振幅を示しており、図６Ｃは、床下構造４へ伝搬する振動振幅を示しており、図６Ｄは、床下構造４へ伝搬した振動を動吸振器１０で低減した振動振幅を示している。１２Ｈｚは、防振エリア２の固有振動数であり、振動増幅領域であるため、図６Ｂの方が図６Ａよりも大きい。また、１２Ｈｚ以下の場合は非防振エリア３と防振エリア２の位相は反転しないため、図６Ａと図６Ｂは同位相となっている。

このグラフに示したとおり、非防振エリア３に係る位相（図６Ａ参照）に対して、図６Ｂに示したように、防振エリア２から床下構造４へ伝達される振動の位相を反転していない場合であっても、両者の振動を足し合わせた後に（図６Ｃ参照）、動吸振器１０を床下構造４に設置することにより、図６Ｄに示したように、振動低減効果を向上させることもできる。

ちなみに、前記動吸振器１０は、図３に基づいて説明したと同様に、振動低減効果を十分に発揮できる最適値（床下構造４の固有振動数近辺）にチューニングして床下構造４に設置することが好ましい。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。

上記図３と図６に係る請求項１記載の構造物床の防振工法は、前記動吸振器１０を床下構造４の上面にのみ設置し実施しているが、勿論これに限定されることはなく、終局的に、床下構造４自体の振動振幅を低減することを条件に、以下に示したような様々なバリエーションで実施できる。

例えば、請求項１に係る構造物床の防振工法は、図１に示した前記防振エリア２にのみ動吸振器１０を設置して実施することもできる。図７は、防振エリア２に動吸振器１０を設置した状態を示したばね−質量モデルを示している。具体的には、図８Ａ、Ｂに示したように、図１に示した防振エリア２の上面をフラットにするべく、動吸振器１０を露出しないように内蔵した構成で実施することが好ましい。図示例の防振エリア２は、４個の動吸振器１０を、点在する５個の重錘１３同士の間にバランス良く配置して実施している。ちなみに、図示例に係る４個の動吸振器１０は、それぞれの固有振動数をずらした設定とすることにより、ロバスト性（安定性に優れている性質、又は柔軟に対応できる性質を云う。以下同じ。）に優れた構造設計で実施している。なお、図８中の符号１１は上盤、符号１２は下盤、符号１４はダンパーを示している。

前記防振エリア２は、上面をフラットで実施することより、防振エリア２上を人間が不自由なく動作することが可能となる。また、防振エリア２に動吸振器１０を内蔵して実施することにより、防振エリア２の振動を低減し、居住性を向上させることができ、一般床として快適に使用することができるという利点がある。また、防振エリア２に動吸振器１０を内蔵することによる振動低減効果を利用することにより、防振エリア２を構成する質量を軽量化できる。

図９は、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１２Ｈｚ成分を抽出したグラフである。具体的に、図９Ａは、非防振エリア３の振動振幅を示しており、図９Ｂは、動吸振器１０で低減した防振エリア２の振動振幅を示しており、図９Ｃは、床下構造へ伝搬する振動振幅を示している。

このグラフに示したとおり、防振エリア２の居住性に重点を置く等の理由により、防振エリア２に動吸振器１０を設置して実施すると、図９Ｂに示したように、防振エリア２の振動が、動吸振器１０を設置していない場合（図６Ｂ参照）と比して、格別に低減され、より良い居住性能を確保できることが分かる。また、非防振エリア３に係る位相（図９Ａ参照）と防振エリア２に係る位相（図９Ｂ参照）を足し合わせた振動振幅（図９Ｃ参照）は、図６Ｃとの比較から分かるように、床下構造へ伝搬する振動も低減することができるのである。

その他、請求項１に係る構造物床の防振工法は、防振エリア２及び床下構造４に動吸振器１０を設置して実施することもできる。図１０は、防振エリア２及び床下構造４に動吸振器１０を設置した状態を示したばね−質量モデルを示している。

図１１は、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１２Ｈｚ成分を抽出したグラフである。具体的に、図１１Ａは、非防振エリア３の振動振幅を示しており、図１１Ｂは、動吸振器１０で低減した防振エリア２の振動振幅を示しており、図１１Ｃは、床下構造へ伝搬する振動振幅を示しており、図１１Ｄは、床下構造へ伝搬した振動を動吸振器１０でさらに低減した振動振幅を示している。

このグラフに示したとおり、防振エリア２の居住性に重点を置く等の理由により、防振エリア２に動吸振器１０を設置して実施すると、図１１Ｂに示したように、防振エリア２の振動が、動吸振器１０を設置していない場合（図６Ｂ参照）と比して、格別に低減され、より良い居住性能を確保できることが分かる。また、非防振エリア３に係る位相（図１１Ａ参照）と防振エリア２に係る位相（図１１Ｂ参照）を足し合わせた振動振幅（図１１Ｃ参照）は、図６Ｃとの比較から分かるように、床下構造へ伝搬する振動も低減することができるのである。さらに、床下構造４の上面に設置した動吸振器１０より、図１１Ｄに示したように、振動低減効果を確実に実現することができる。

なお、前記動吸振器１０を非防振エリア３に設ける実施例については、固有振動数に大差がない床下構造４に設置する場合と同様の振動低減効果があると推認できるので、その説明は割愛する。

以上説明したように、請求項１に係る構造物床の防振工法によれば、振動を低減する手段として、先願１に係る、防振エリア２及び非防振エリア３の割合、防振エリアの個数、及び加振力の加振振動数の高低、並びに加振力の位相をチューニングする手段に、動吸振器１０という新たな振動低減手段を加えることで、バリエーションに富む防振設計を実現することができると共に、防振エリア２の居住性を確実に向上させることができるのである。

次に、請求項１記載の発明に係る構造物床の防振工法に係る振動低減効果について、別の視点から検討する。

図１２は、振動増幅域を低減するように防振エリア２にのみ動吸振器１０を設置した場合（図７参照）の効果として、単位加振力当たりの床下構造の変形量［μｍ／Ｎ］を示している。同様に、図１３は、防振対策を施さない場合を基準として振動量が何倍になるかを表した振動伝達率を示している。ちなみに、図中の符号Ｘは、防振対策を全くとらない場合、符号Ｙは位相差を用いて防振した場合（先願１に係る防振技術）、符号Ｚは位相差と動吸振器１０を用いて防振した場合（請求項１に係る防振技術）をそれぞれ示している。

図１２に示したグラフは、床の１次固有振動数＝１７Ｈｚを低減するように防振設計した一例を示している。符号Ｙより、位相差のみを利用して防振設計した場合は、１７Ｈｚ成分を低減させ得ることが分かる。ただし、同時に１２Ｈｚ成分が大きく増幅している。一方、符号Ｚより、位相差と動吸振器を組み合わせて防振設計した場合は、符号Ｙと比して、１７Ｈｚ成分の低減効果を損なうことなく、１２Ｈｚ成分の増幅率も大幅に低減していることが分かる。

図１３に示したグラフについては、符号Ｙより、位相差のみを利用して防振設計した場合は、振動伝達率を１．０未満に低減できることが分かる。一方、符号Ｚより、位相差と動吸振器を組み合わせて防振設計した場合は、振動伝達率を１．０未満に低減できると共に、符号Ｙと比して、振動増幅領域の増幅率を大幅に低減できることが分かる。

次に、図１４は、振動増幅域を低減するように床下構造４にのみ動吸振器１０を設置した場合（図２参照）の効果として、単位加振力当たりの床下構造の変形量［μｍ／Ｎ］を示している。同様に、図１５は、防振対策を施さない場合を基準として振動量が何倍になるかを表した振動伝達率を示している。ちなみに、図中の符号Ｘは、防振対策を全くとらない場合、符号Ｙは位相差を用いて防振した場合（先願１に係る防振技術）、符号Ｚは位相差と動吸振器１０を用いて防振した場合（請求項１に係る防振技術）をそれぞれ示している。

図１４に示したグラフは、床の１次固有振動数＝１７Ｈｚを低減するように防振設計した一例を示している。符号Ｙより、位相差のみを利用して防振設計した場合は、１７Ｈｚ成分を低減させ得ることが分かる。一方、符号Ｚより、位相差と動吸振器を組み合わせて防振設計した場合は、１７Ｈｚ成分を大幅に低減させ得ることが分かる。

図１５に示したグラフについては、符号Ｙより、位相差のみを利用して防振設計した場合は、振動伝達率を１．０未満に低減できることが分かる。一方、符号Ｚより、位相差と動吸振器を組み合わせて防振設計した場合は、振動伝達率を更に大幅に低減できることが分かる。

もちろん、図１２〜図１５に示したグラフはあくまで一例を示しているのであり、動吸振器１０を１２Ｈｚ成分および１７Ｈｚ成分の両方を低減するようにチューニングして設置した場合は、１２Ｈｚ成分の増幅を抑えつつ、１７Ｈｚ成分を低減させることが可能である。

前記防振設計を効率的且つ経済的に実現するための指針として、ある特定の振動数の振動を低減させる動吸振器１０の設置部位、性能、および防振エリア２の個数（分割数）について、以下に説明する。

動吸振器１０は、設置対象物の質量とのマス比が大きい方が、振動低減効果が大きくなる。例えば、通常、床下構造４の上面に防振エリア２を設置する場合において、防振エリア２を支持している床の質量が大きいため、マス比の観点から、防振エリア２に動吸振器１０を設置する方が望ましいと云える。つまり、請求項１に係る技術を採用する場合には、より重量が小さい対象物に動吸振器１０を設置することで、効率的に振動を低減することができ、より小さい重量の動吸振器１０で十分な効果を得ることが可能となる。

また、動吸振器１０は、低減対象とする振動数領域における振動振幅が大きい箇所に取り付けた方がより大きな効果を発揮する。したがって、面的広がりを有する床下構造４に動吸振器１０を取り付け、床下構造４の固有振動数の振動を低減させる場合には、最も振動振幅が大きい箇所（振動モードの腹）に動吸振器１０を設置した方が、より大きな効果を得ることが出来る。

動吸振器１０自体の性能について、減衰機構（ダンパー）がない動吸振器１０は、ある特定の振動数については、大幅に振動を低減することができる反面、チューニングした振動数から少しでもずれが生じると、効果が大幅に失われてしまう特性を有している。一方、減衰機構（ダンパー）を有する動吸振器１０は、最も振動を低減した場合の振動低減率は、減衰機構（ダンパー）が無い場合よりも劣ることとなるが、振動数がずれた場合におけるロバスト性は向上するという利点がある。また、動吸振器１０を複数個設置し、それぞれの質量、剛性、減衰を変化させることで、よりロバスト性を向上させ得ることができる。

例えば、この防振工法を、複数の機械が作動した際に発生する振動に対して適用する場合は、機械の振動数はほぼ一定であること、加振源である機械の重量も変化しないことから、減衰機構（ダンパー）がない動吸振器１０を設置した方が、対象とした振動数においては大きな振動低減効果を発揮する。また、この防振工法を、人間が音楽等にリズムを合わせる動作のときに発生する振動などに適用する場合には、減衰機構（ダンパー）を有する動吸振器１０や、上述の複数に分割した動吸振器１０など、ロバスト性が高い動吸振器１０を設置した方が、様々な変動要因に左右されずに振動低減効果を発揮することができる。ここで考えられる変動要因とは、音楽等のテンポによって加振振動数が異なることや、人数によって積載重量が変化することに伴い動吸振器１０を設置する床下構造４または防振エリア２の固有振動数が変化することを指す。

図１６は、請求項２に記載した構造物床の防振工法の実施例を示している。
この構造物床の防振工法は、構造物の床１を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリア２と、防振支持しない非防振エリア３との組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器１０を設置し、前記複数の防振エリア２は固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリア２から床下構造４へ伝達される振動の位相と前記非防振エリア３から床下構造４へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴としている（請求項２記載の発明）。

この実施例では、防振エリア２だけでなく、非防振エリア３も分割し、複数の防振エリア２と複数の非防振エリア３を、平面方向に見て、縦横方向に交互に配設し、全体として碁盤の目状に構造物の床１を構成して実施している。このような構成で実施すると、エアロビクススタジオ等ではダンスする人の配置に偏りがある場合があるので、防振エリア２を細かく分散した配置とすることで、設計通りの加振力分担比からのずれを少なくできる利点がある。

前記防振エリア２は、前記図８に示した、動吸振器１０を内蔵した構成の防振エリア２で実施している。前記非防振エリア３は、床下構造４の上面にコンクリート製の柱材６を打設し、その上にコンクリート床７を構築して前記防振エリア２の高さと一致させた二重床構造で実施している。ちなみに、前記非防振エリア３は、防振エリア２に対して位相遅れが生じなければよいので、防振エリア２の支持材に比べて硬い弾性材を用いて支持することも可能である。例えば、床下構造４の下に居室があるような場合においては、床衝撃音対策として、弾性支持による浮き床構造が必須となる。このような場合は、非防振エリア３は、防振エリア２に比べて十分に硬い弾性材で、かつ遮音効果を有するもので支持する。

なお、前記動吸振器１０は、前記防振エリア２に設けて実施しているが、これに限定されず、床下構造４や非防振エリア３に設けて実施することもできるし、防振エリア２と床下構造４の両方に設置して実施するなど、様々な組み合わせで実施することができることは、上述した通りである。

図１７Ａ〜Ｃは、防振エリア２の個数（分割数）と、動吸振器１０の有無との関係の一例を示したグラフである。図１７Ａは、防振エリア２を１個（分割無し）で実施した場合の振動伝達率を示しており、図１７Ｂは、２個（２分割）で実施した場合の振動伝達率を示しており、図１７Ｃは、４個（４分割）で実施した場合の振動伝達率を示している。図中の符号Ｘは、動吸振器１０を設置していない場合の床下構造４への振動伝達率を示しており、符号Ｙは、動吸振器１０を設置した場合の床下構造４への振動伝達率を示している。

図１７Ａ〜Ｃより、防振エリア２の分割数を増大させるにしたがい、振動伝達率をさらに低減できることが分かると共に、いずれも、動吸振器１０を設置した方が振動伝達率のピーク値を低減できることが分かる。言い換えると、防振エリア２の床振動環境を改善できていることが分かる。勿論、防振エリア２と非防振エリア３との加振力分担比や、分割した各防振エリア２の加振力分担比を最適に設定したり、設置する動吸振器の性能に応じて最適にチューニングすることで、床下構造４への振動伝達率のピーク値を最適に低減できることが可能であり、動吸振器１０自体の重量をさらに大きくすることでさらなる振動低減効果も期待できる。

この請求項２に記載した発明は、総じて言えば、本出願人による先願２に係る技術について、動吸振器１０を床下構造４等に設置して実施したものであり、当該動吸振器１０を設置したことにより、振動低減効果及び居住性並びに及びロバスト性をさらに向上させることができると云える。

すなわち、請求項２に記載した発明は、先願１に係る作用効果は勿論のこと、先願２に係る作用効果と比しても、振動伝達率を、全体的に更に低減することができるので、振動伝達率の増幅領域を気にすることなく、よりフレキシブルに防振効果を図ることができ、防振エリア２に動吸振器１０を効率よく配設することにより居住性を飛躍的に向上させ得るなど、さらに防振効果に優れた防振工法を実現できる。また、振動数、減衰定数、加振力分担比などの変動に対するロバスト性を、動吸振器１０の設置部位、個数、性能、重量等を最適にチェーニングすることにより、飛躍的に向上させることができる。防振エリア２の分割数、減衰定数、加振力分担比などをチューニングする振動設計について、動吸振器１０を新たな要素として加えることで、振動伝達率の最大値、最小値、伝達率曲線の形状を更に自在に設計できると共に、振動設計のバリエーションを増やすことができる。また、動吸振器１０を設置することで、増幅域を抑えたり、低減域において更なる低減効果を得ることが可能となり、様々なニーズ（一例として、１７Ｈｚの振動数だけ低減させたい、１２Ｈｚの振動数は１／２程度に低減できれば良く、４Ｈｚの振動は許容値を超えないように制御する等）に対応できるような防振設計が可能である。

以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。例えば、図１６について、上記実施例では、複数の防振エリア２をそれぞれ、異なる固有振動数で実施しているが、これに限定されず、固有振動数が同一の防振エリア２の組が、各組毎の固有振動数が異なる組み合わせ、すなわち少なくとも２種類の異なる固有振動数で実施することもでき、ほぼ同様の作用効果を奏する（請求項３記載の発明）。

請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法の実施例を概略的に示した斜視図である。 床下構造に動吸振器を設置した状態を示した、ばね−質量モデルである。 Ａは、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１７Ｈｚ成分を抽出した非防振エリアに係るグラフであり、Ｂは、同防振エリアに係るグラフであり、Ｃは、ＡとＢを足し合わせたグラフであり、Ｄは、Ｃを動吸振器で低減した状態を示したグラフである。 請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法の異なる実施例を概略的に示した斜視図である。 請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法の異なる実施例を概略的に示した斜視図である。 Ａは、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１２Ｈｚ成分を抽出した非防振エリアに係るグラフであり、Ｂは、同防振エリアに係るグラフであり、Ｃは、ＡとＢを足し合わせたグラフであり、Ｄは、Ｃを動吸振器で低減した状態を示したグラフである。 防振エリアに動吸振器を設置した状態を示した、ばね−質量モデルである。 Ａは、動吸振器を内蔵した動吸振器の実施例を示した斜視図であり、Ｂは、同分解斜視図である。 Ａは、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１２Ｈｚ成分を抽出した非防振エリアに係るグラフであり、Ｂは、同防振エリアに係るグラフであり、Ｃは、ＡとＢを足し合わせたグラフである。 防振エリア及び床下構造に動吸振器を設置した状態を示した、ばね−質量モデルである。 Ａは、１７Ｈｚを低減させるように設定した場合の１２Ｈｚ成分を抽出した非防振エリアに係るグラフであり、Ｂは、同防振エリアに係るグラフであり、Ｃは、ＡとＢを足し合わせたグラフであり、Ｄは、Ｃを動吸振器で低減した状態を示したグラフである。 防振エリアに動吸振器を設置した場合の単位加振力当たりの変形量について、Ａは、防振対策を全く施さない場合のグラフであり、Ｂは、位相差を利用して防振した場合のグラフであり、Ｃは、位相差と動吸振器の減衰作用を利用して防振した場合のグラフである。 防振エリアに動吸振器を設置した場合の振動伝達率について、Ａは、防振対策を全く施さない場合のグラフであり、Ｂは、位相差を利用して防振した場合のグラフであり、Ｃは、位相差と動吸振器の減衰作用を利用して防振した場合のグラフである。 床下構造に動吸振器を設置した場合の単位加振力当たりの変形量について、Ａは、防振対策を全く施さない場合のグラフであり、Ｂは、位相差を利用して防振した場合のグラフであり、Ｃは、位相差と動吸振器の減衰作用を利用して防振した場合のグラフである。 床下構造に動吸振器を設置した場合の振動伝達率について、Ａは、防振対策を全く施さない場合のグラフであり、Ｂは、位相差を利用して防振した場合のグラフであり、Ｃは、位相差と動吸振器の減衰作用を利用して防振した場合のグラフである。 請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法の実施例を概略的に示した斜視図である。 Ａ〜Ｃはそれぞれ、防振エリア２の個数（分割数）と、動吸振器１０の有無との関係の一例を示したグラフであり、具体的に、Ａは、防振エリア２を１個（分割無し）で実施した場合の振動伝達率を示しており、Ｂは、２個（２分割）で実施した場合の振動伝達率を示しており、Ｃは、４個（４分割）で実施した場合の振動伝達率を示している。

符号の説明

１ 床
２ 防振エリア
３ 非防振エリア
４ 床下構造（基礎、建物の床）
５ 防振材
６ コンクリート柱
７ コンクリート床
１０ 動吸振器
１１ 上盤
１２ 下盤
１３ 重錘
１４ ダンパー

Claims (3)

1. 構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器を設置し、
   前記防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相と前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする、構造物床の防振工法。
2. 構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器を設置し、
   前記複数の防振エリアは固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相と前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする、構造物床の防振工法。
3. 構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成すると共に、前記防振エリア、非防振エリア、床下構造のいずれか、又はこれらを任意に組み合わせた部位に動吸振器を設置し、
   前記複数の防振エリアは、固有振動数が同一の防振エリアの組が、各組毎の固有振動数が異なる組み合わせとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相と前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相との位相差を利用して振動を低減させる作用と、前記動吸振器の減衰作用との組み合わせにより、振動を低減させることを特徴とする、構造物床の防振工法。

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