JP4901220B2 - 構造物の二重構造、及び構造物の二重構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は構造物の二重構造、及び構造物の二重構造の施工方法に関し、特に構造物の床基盤とパネル材とが空間を隔てて対向して設けられた二重床構造または二重天井構造において重量床衝撃音の遮断性能を向上する構造、及び構造物の二重構造の施工方法に関する。

アパートやマンションなどの集合住宅においては、図６（ａ）に示すように、コンクリートスラブなどの床基盤１１２の上に支持脚１２０などの支持体を複数本配置し、これにより所定の高さの空間１１６を隔ててパーティクルボード等の床パネル１１３を支持し、さらに床パネル１１３の上にフローリング材等の仕上げ材を敷設する二重床構造１１０が広く採用されている。支持脚１２０は高さ調整可能なボルト１２２と、その上下にてボルト１２２を嵌合する支持板１２１および弾性台座１２３とからなることが一般的である。また、床基盤１１２の下方に空間を隔ててプラスターボード等の天井パネルを対向させ、これを吊りボルトなどの支持体にて支持する二重天井構造もまた広く採用されている。

二重床構造や二重天井構造は、床パネルや天井パネルを床基盤に直接敷設する直貼り構造に比べ、均一な高さの床面や天井面を容易に得ることができるほか、空間１１６に配管や配線を通すことが容易でありリフォーム性に優れる。また、二重床構造１１０についていえば、弾性台座１２３により床パネル１１３と床基盤１１２との間に適度な弾力が生じるため、適度な歩行感が得られるとともに、例えば人が転倒した場合も床基盤１１２への直接的な衝撃が防止できるという利点がある。

しかし、二重床構造や二重天井構造は、上下階の床衝撃音を十分に遮断できない場合があり、特に衝撃力の大きい重量床衝撃音（例えば、上階において人が飛び跳ねる音や重量物の落下衝撃音など）に対する遮断性能が、直貼り構造に比べて１０ｄＢ程度も悪化することがある。床衝撃音には大別して上記の重量床衝撃音と、衝撃力の小さい軽量床衝撃音（例えば、上階における金属食器などの軽量物の落下衝撃音）とがある。前者は床パネル全体が振動することで発生する音波であり、後者は床パネルが局所的に振動することにより発生する音波であり、いずれも床基盤１１２を通じて下階などに伝播する。

直貼り構造と比較して、二重床構造や二重天井構造において重量床衝撃音の遮断性能が低下するメカニズムは完全には明らかにされていないが、例えば一般的な二重床構造１１０の場合、二重床を構成する弾性台座１２３の弾性、床パネル１１３や天井パネルの比剛性、さらには空間１１６による空気バネの効果などの各要素からなる共振系（二重構造の共振系）による床衝撃音の増幅が原因であると考えられている。特に、３１．５〜２５０Ｈｚ帯域の衝撃音が顕著に増幅されることにより、重量床衝撃音全体の遮断性能が低下するといわれている。

かかる重量床衝撃音の増幅を低減するため、従来さまざまな試みがなされている。以下、二重床構造を例にとり説明する。
第一として、振動の伝播する床基盤や、振動を生じる床パネル自体を厚くすることで重量衝撃音の発生を抑制する試みである。しかし、かかる対策は重量構造物である床基盤や床パネルの負荷が過大となり、強度上の観点から実現が難しく、また従来の構造物に対してこれらの主要な構造部材を設計変更することは容易ではないという問題がある。
第二として、二重床の床パネルの周囲に空気抜きの孔を設け、床パネルと床基盤との間で生じる空気バネの効果を低減する試みである。しかし、かかる対策は床面積が大きくなるとその中央部分の空気抜きが容易ではないため、対策の効果が相対的に小さくなる。また床パネルの周囲に設けた孔が建築意匠上、問題になる。
第三として、支持脚１２０の弾性台座１２３の硬度を下げることで床パネルと床基盤との間の振動伝達率を低下させる試みである。しかし、かかる対策では二重床構造全体の剛性が低下するため家具等の傾きが発生する虞がある。
第四として、下記特許文献１および２に記載の二重床では、図６（ｂ）に示すように、床パネル１１３の裏面に密着してまたは所定の空隙をあけて、プラスチック発泡体などの多孔質材料１３１を設けることにより、床衝撃音の防音性を向上させる試みがなされている。また、特許文献１に記載の二重床においては、さらに多孔質材料からなる他の吸音体１３２を床基盤１１２上に載置して、伝播しようとする床衝撃音の音響減衰を図っている。

特開平９−３２２４６号公報 特開平１０−２０９４号公報

しかし、上記特許文献１または２に記載の発明に用いられる多孔質吸音材は、軽量床衝撃音の主因となる比較的高い周波数の音の遮断には有効であるものの、比較的周波数の低い重量床衝撃音の遮断という観点からはその効果は十分ではなかった。一般に、床衝撃音の周波数ωと二重構造の共振周波数ω₀とが一致または近接する場合、かかる周波数の床衝撃音は高い振動伝達率による増幅を受けるところ、上記特許文献にかかる二重床は、床パネルの裏面に多孔質材料を設けることで二重構造の共振周波数ω₀を低域にシフトさせ、該床衝撃音の周波数ωと乖離させることで振動の増幅を抑える技術に基づいている。
しかし、二重床構造によって生じる重量床衝撃音は特定の周波数ωのみを有するものではなく、音圧レベルの高い周波数は３１．５〜２５０Ｈｚという広帯域にわたって広く分布している。このため、二重床構造の共振周波数ω₀を低下させ、特定の周波数ωの音波の増幅を抑制することができたとしても、新たなω₀に近接する周波数を有する別の衝撃音の振動伝達率が逆に上昇してしまうため、かかる従来の方法では広帯域にわたる重量床衝撃音を全体に抑制することは困難である。

また、特許文献１に記載の二重床構造１１０（図６（ｂ）参照）のように、吸音体１３２を床基盤１１２に載置した場合、吸音体の配置如何では吸音体１３２と床パネル１１３との間に形成される空間１１６において重量床衝撃音が増幅され、むしろ遮断性能が低下する場合もあることが報告されている。

なお、重量床衝撃音の低減を目的とする上記従来技術における各課題は、床基盤と天井パネルとが空間を隔てて構成される二重天井構造においても同様に生じ得る問題である。そこで本発明は、広帯域にわたって重量床衝撃音を効率的に低減することができ、かつ構造物への構造上の負荷を過大とすることなく、さらに施工が容易かつ確実である構造物の二重構造（二重床構造および二重天井構造）、及び構造物の二重構造の施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、二重構造の共振周波数を低域側にシフトさせたり、空間伝播する重量床衝撃音を吸音材に吸収させてその粘性摩擦により音響減衰させたりするのではなく、床パネルや天井パネルなどのパネル材と床基盤とを損失係数の高い粘弾性体によって直接結合することにより、パネル材と床基盤との間の振動伝達率を低減するとともに、パネル材に生じた振動を速やかに減衰させて熱エネルギーとして散逸させるというまったく新しい技術思想に基づいてなされたものである。

すなわち本発明は、
（１）構造物の床基盤と、該床基盤の上または下に配置された複数の支持体と、該支持体により床基盤と対向して支持されるパネル材とを有する重量衝撃音を遮断するための構造物の二重構造であって、前記床基盤とパネル材との間に形成される空間には、粘弾性体の表面に該粘弾性体よりもヤング率の高い固定層が設けられた複数のダンパーが設けられており、該ダンパーは、床基盤に接合されるとともに、前記固定層とパネル材とが連結具により結合されてなり、該粘弾性体は、損失係数が０．４以上、ヤング率が２×１０⁵〜９×１０⁵［Ｎ／ｍ²］であることを特徴とする構造物の二重構造；
（２）固定層が、前記粘弾性体の表面に積層接着された板材であり、かつ、前記ダンパーと床基盤とが接着剤により接合されてなることを特徴とする上記（１）に記載の構造物の二重構造；
（３）粘弾性体が、発泡プラスチック、ゴム、エラストマーまたは繊維のいずれか１種以上からなることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の構造物の二重構造；
（４）固定層とパネル材とを結合する連結具が、パネル材を貫通して固定層に挿入されるねじ釘であり、該ねじ釘の本数が３本以上であることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載の構造物の二重構造；
（５）粘弾性体の横断面積とその個数は、以下の関係式（ｉ）を満足することを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載の構造物の二重構造；
ｓｎ／Ａ＝ρ_０ｃ_０ ^２／（Ｅ＋ρ_０ｃ_０ ^２） （ｉ）
（ただし、粘弾性体が、同一の寸法の柱状で高さによらず横断面積は一定であり、Ａは総床面積、ｓは粘弾性体の横断面積、ｎは粘弾性体（ダンパー）の個数、Ｅは粘弾性体のヤング率［Ｎ／ｍ^２］、ρ_０は空間の空気の密度、ｃ_０は空気中の音速である。）
（６）構造物の床基盤の上または下に配置された複数の支持体により、パネル材を該床基盤と対向して支持する構造物の二重構造の施工方法であって、支持体を所定の高さに調節し、固定層、及び損失係数が０．４以上、ヤング率が２×１０⁵〜９×１０⁵［Ｎ／ｍ²］の粘弾性体を有するダンパーを床基盤に接着接合し、支持体にパネル材を支持させ、該パネル材とダンパーの固定層とを連結具で結合し、該パネル材に仕上げ材を敷設することを特徴とする構造物の二重構造の施工方法；
を要旨とする。

本発明によれば、パネル材の高さを均一にするのが容易であり、かつ配管や配線の敷設性に優れるという二重構造の利点を損なうことなく、パネル材と床基盤との間の振動伝達率を低減し、かつパネル材に生じた振動を速やかに減衰させることができる。また本発明は、粘弾性体の表面にヤング率の高い固定層を設け、これと床パネルとを結合していることから、床パネルに生じた振動を効率的にダンパーの粘弾性体に伝達できるとともに、パネル材の共振を抑制し重量床衝撃音の発生そのものを低減することが可能である。かかる振動伝達率の低減や、共振の減衰および抑制の効果は、特定の周波数の音波にのみ作用するものではなく、３１．５〜２５０Ｈｚという広帯域にわたって重量床衝撃音を全体に遮断することができる。

本発明は、床基盤とパネル材とを結合するダンパーを複数設ける方式であるため、その数を増やすことにより広いパネル面積に対しても効率的に重量衝撃音の低減を図ることができる。また本発明にかかる二重構造は、二重床構造のほか二重天井構造に適用した場合も同様の効果を得ることができる。

また本発明に用いるダンパーは粘弾性体の表面に、よりヤング率の高い固定層を設けてこれをパネル材と結合することを特徴とする。これにより、重量床衝撃によって生じたパネル材の振動が固定層に直接伝えられることになり、粘弾性体による振動の減衰効果を十分に享受することができる。

さらに本発明は、固定層とパネル材とを所定の長さをもつ連結具により結合してなるものであるため、床基盤に部分的な凹凸（不陸）があったり、ダンパーの高さ寸法にばらつきがあったりしても、連結具の取り付け深さを調整することで固定層とパネル材とを確実に結合することができる。これにより、パネル材とダンパーとの力学的な結合が不十分となることがなく、パネル材の全体に重量床衝撃音に対する均一な遮断性能を与えることができる。

以下、本発明にかかる構造物の二重構造を実施するための最良の形態につき、図面を用いて具体的に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態にかかる二重床構造の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）はそのｂ−ｂ断面図である。また図１（ｂ）の円Ｘの拡大図を図２に示す。１０は本実施の形態にかかる二重床構造、１２は床基盤、２０は床基盤に配置された支持体の例としての支持脚、１３は床基盤１２と対向して支持されるパネル材の例としての床パネル、３０は床基盤１２と床パネル１３とを結合するダンパー、３５は連結具の例としてのねじ釘である。

本発明にかかる構造物としては、床基盤１２と、これに対向するパネル材とを有し、重量床衝撃音の低減を目的とするものであれば特に限定されるものではなく、例えば鉄筋コンクリート製のマンションやアパート等を挙げることができる。
床基盤１２には厚さ２００ｍｍ程度のスラブ材を用いることが一般的であるが、その他の工法によって得られる構造物および床基盤１２であってもよい。

二重床構造の床パネル１３としては、木材を小片に砕いて接着剤で高温圧縮成型したパーティクルボードや、木を繊維状に細かくし高温下でプレス成型加工したＭＤＦボードが一般的である。床パネル１３の上面側には、必要に応じてフローリング材、絨毯または畳等の仕上げ材（図１においては図示せず）や、遮音性シートなどを敷設する。

二重床構造１０は、床基盤１２上に複数の支持脚２０を互いに所定の間隔を隔てて立設し、その上に床パネル１３を水平に載置してなる。さらに床基盤１２と床パネル１３との間に形成される空間１６にはダンパー３０が設けられ、床パネル１３とダンパー３０とはねじ釘３５を介して機械的に結合され、一方、ダンパー３０と床基盤１２とは接着層３３により接着接合されている。床パネル１３は製造上および施工上の観点から複数枚に分割して構成されている。床パネル１３の水平度を高くし、また床パネル１３に負荷される荷重を支持脚２０に効率的に伝えるロードパスとして、必要に応じて、角柱を組み合わせた根太部材１５を支持脚２０の上に固定し、その上に床パネル１３を並べて載置してもよい。なお、図２では根太部材１５の図示を省略している。

本発明に用いる支持体の具体的な構成は特に限定されるものではなく、二重床構造では床基盤１２の上に配置されて床パネル１３を載置する支持脚２０を用い、二重天井構造では床基盤１２の下に設けられて天井パネル４３を吊り下げ保持する吊りボルトを用いることが一般的である。本実施の形態にかかる二重床構造１０では、支持脚２０として、例えば高さ調整可能なボルト２２と、その上下にてボルト２２を嵌合する支持板２１および弾性台座２３とから構成するとよい。なお、ゴム材料などからなる弾性台座２３はその材料の硬度を調整して所定の弾性を持たせるとよい。また、支持脚２０は床パネル１３に対して所定の間隔を隔てて配置されている。
図１では支持脚２０を格子点状に並べ、各格子の中央（面心）にダンパー３０を配置する構成を示している。ただし、支持脚２０およびダンパー３０の配置数およびその位置はこれに限られるものではない。
このように、格子点状に配置した複数の支持脚２０に囲まれるパネルの区画の中央部分にダンパー３０を設けることにより、パネルの一次振動（奇数次振動）の腹に相当する該中央部分の大きな振動をダンパー３０で受け、かかる振動を効率的に減衰させることができる。

本実施の形態では、床パネル１３の形状は図１（ａ）の上下方向を長手方向とする矩形板状をなし、その対向する長辺に沿って支持脚２０が四脚ずつ配設され、ダンパー３０は床パネル１３の短手方向の中心線上に三式ずつ配設されている。これに対し、例えば床パネル１３の短手方向の中心線上にも支持脚２０を配設する構成としても、支持脚２０および／またはダンパー３０の配置パターンを格子点状以外としてもよい。

以下、本発明の特徴的な構成要素であるダンパー３０の構成および機能について詳細に説明する。
ダンパー３０は、粘弾性体３２の表面に、該粘弾性体よりもヤング率の高い固定層３１が設けられていることを特徴とする。ダンパー３０の具体的な構成を図３に斜視図にて例示する。粘弾性体３２の表面に設けられる固定層３１は、ねじ釘３５などの連結具により十分な強度をもって床パネル１３と粘弾性体３２とを力学的に連結できるものであればよく、具体的には所定の厚みを有する木材などの板材を粘弾性体３２に接着剤などにより貼り付けて構成するほか、粘弾性体３２の表面側を熱硬化させるなどしてヤング率を向上させて設けてもよい。後者の場合、硬化させた粘弾性体３２の表面に金属インサート等を埋設して連結具との結合力を高めることも好適である。また、粘弾性体３２との接着性がよく、かつねじ釘３５により高い結合力を得ることのできる材料の例として、紙とプラスチックとを粉砕混合して熱プレスし表面に布材を熱圧着したハイブリッド板材料を挙げることができる。

固定層３１は、図３（ａ）のように一枚の板体であるほか、同図（ｂ）のようにそれぞれ別離した複数のブロック材としてもよい。また固定層３１の幅寸法ｗおよび奥行寸法ｄもまたこれらに限られるものではなく、同図（ｃ）のように粘弾性体３２を掩覆する大きさの幅および奥行寸法を有するものでもよい。

粘弾性体３２は、床基盤１２と床パネル１３とを力学的に結合することにより、二重床構造１０の共振系に損失係数ηを付与するほか、床パネル１３の振動の発生そのものを抑制する機能も有する。損失係数ηを大きくすることにより、二重床構造１０の共振周波数ω₀と等しい周波数の重量床衝撃が床パネル１３に与えられた場合であっても床パネル１３と床基盤１２との間の振動伝達率が低減され、また生じた振動のエネルギーもすみやかに熱エネルギーに変換されて散逸する。
重量床衝撃音の遮断性能を高めるためには、粘弾性体３２の損失係数ηをできるだけ高くするとよく、０．４以上とすることが好適である。また粘弾性体３２のヤング率を極力小さくし、これを空気のヤング率（＝１．４×１０⁵［Ｎ／ｍ²］）と同等またはその５〜６倍程度の範囲、すなわち２×１０⁵〜９×１０⁵［Ｎ／ｍ²］とすることにより、二重床構造１０の共振周波数ω₀を実質的に高域側にシフトすることがない。

粘弾性体３２の具体的な材料としては、発泡プラスチック、ゴム、エラストマーまたは繊維のいずれか１種以上を用いることができる。ゴムにはシリコンゴム、繊維にはグラスウールやロックウールなどの繊維系多孔質材料を用いることができる。このうち、特に重量床衝撃音のような振幅の大きい振動に対する高い損失係数を有する観点から低反発の発泡ポリエチレンその他の発泡プラスチックが好ましい。発泡プラスチックには、発泡倍率の調整により所望のヤング率を実現できるという利点もある。

好ましい発泡プラスチックの例としては、特開２００３−１６５８５８号公報に記載のポリオレフィン系樹脂押出発泡体を挙げることができる。具体的には、ポリエチレン系またはポリプロピレン系樹脂押出発泡体であって、見掛け密度が９０ｇ／Ｌ以下のものがよい。また、かかる押出発泡体を積層接着して多層化して厚みを調整したものでもよい。さらに連続気泡率を４０〜１００％とするものが特に好適である。なお、上記連続気泡率はＡＳＴＭ−Ｄ２８５６−７０の手順Ｃにより求められる値を意味するものである。

かかる粘弾性体３２を備えるダンパー３０は、表面側に固定層３１が形成され、裏面側に接着層３３が形成されている。なお、本発明において「表面」側とは、床基盤１２の反対側の面をいう。
ダンパー３０は、表面側が連結具を介して床パネル１３と結合し、裏面側が接着層３３を介して床基盤１２と結合する。これにより、二重床構造１０は共振周波数ω₀を低域側にも高域側にも実質的にシフトさせることなくその損失係数ηを大きくすることができるため、広帯域にわたる重量床衝撃音の低減が実現できる。

ねじ釘３５に例示される連結具は、床パネル１３と固定層３１とを結合し、両者を一体に共振させることのできるものであれば特に限定されずに用いることができる。例えば、上述のねじ釘（コーススレッドネジ）やボルトのような機械的な緊締具のほか、ＧＬボンドやモルタル等の厚みのある湿式の接着剤を用いることもできる。ねじ釘は下孔が不要で施工性に優れ、かつ通常の釘に比べて５倍程度以上の結合力が得られることから特に好適に用いられる。

ダンパー３０の固定層３１において、ねじ釘３５により床パネル１３と結合される結合点３４の配置を図３に示す。連結具として通常のねじ釘３５を用いる場合、ダンパー３０ごとにそれぞれ３箇所以上で床パネル１３と結合することが好ましい。これにより、床パネル１３からダンパー３０に振動を効率的に伝達し、また粘弾性体３２全体の粘弾性変形によってかかる振動を減衰させることができる。
なお、床パネル１３と固定層３１との結合箇所が少なすぎる場合などには、床パネル１３の共振を十分に粘弾性体３２に伝達することが困難となる場合がある。またかかる場合、固定層３１の剛性を床パネル１３に十分に付与することができないため、床パネル１３全体の振動を抑制して重量床衝撃音の発生を低減することが困難となる場合がある。
一方、施工の工程数を削減するという観点からは、ねじ釘３５の本数を減らすことが好ましく、両者のバランスから、固定層３１と床パネル１３とを結合するねじ釘３５はダンパー３０ひとつにつき３〜５本とすることが好ましい。また結合点３４の配置は、それぞれサイコロの３〜５の目に相当するパターンとすることがもっとも力学的なバランスに優れる。

粘弾性体３２の形状は、図３各図に示す角柱状のほか、円柱状、角錐状、円錐状、角錐台形状、円錐台形状など任意の形状とすることができる。またダンパー３０を図３（ａ）に示す角柱状とする場合、その幅寸法ｗと奥行寸法ｄについては特に限定されず、２００〜２５０ｍｍ程度とすることが好適である。
粘弾性体３２の横断面積とその個数については、以下の関係式（i）を満足することで、二重床構造１０の共振周波数ω₀を実質的に大きく変化させることがなく好適である。ただし下式において、粘弾性体３２は柱状で、高さによらず横断面積は一定であるとし、また各粘弾性体３２は同一の寸法であるとする。またＡは総床面積、ｓは粘弾性体３２の横断面積、ｎは粘弾性体３２（すなわちダンパー３０）の個数、Ｅは粘弾性体３２のヤング率、ρ₀は空間１６の空気の密度、ｃ₀は空気中の音速である。
（数１）
ｓｎ／Ａ＝ρ₀ｃ₀ ²／（Ｅ＋ρ₀ｃ₀ ²） （i）；
なお、粘弾性体３２の幅寸法ｗまたは奥行寸法ｄが著しく小さいと床パネル１３との結合性に劣り、また著しく大きいと後述する不陸の問題に柔軟に対処することが困難となる。好ましい高さ寸法ｈについては、不陸の問題とともに後述する。

ダンパー３０を床基盤１２に接合する方法は、図３各図に示す接着層３３によるほか、例えば床基盤１２の上面にクサビ状の凹凸を形成して粘弾性体３２の裏面に突き刺して固定するなどの機械的な接合であってもよい。多孔質体などからなる粘弾性体３２を均一に床基盤１２に接合し、かつ施工が容易であるという観点から、粘弾性体３２の裏面にクラフト紙などのシート材料を接着接合しておき、該シート材料と床基盤１２の上面とを接着層３３により接合するのが好適である。接着層３３に用いる接着剤としては、ウレタン系やセルロース系などの有機系接着剤、またはＧＬボンドやモルタルなどの無機系接着剤をいずれも好適に用いることができる。

ここで、床基盤１２に生じることのある不陸について説明する。図１（ａ），（ｂ）および図２に模式的に示すように、床基盤１２には施工精度上、平らな部分である陸（ろく）に対し、凹凸部分である不陸１４が生じることは避け難い。不陸１４の高さは、一般的な鉄筋コンクリート製のマンションやアパートでは最大２０ｍｍ程度である。すなわち、床基盤１２の高さの基準面となる陸において床基盤１２と床パネル１３との間に形成される空間１６の高さをＨ［ｍｍ］とすると、不陸１４の上方に形成される空間の高さは、Ｈ−想定される不陸の最大高さ［ｍｍ］乃至Ｈ＋想定される不陸の最大高さ［ｍｍ］（ただしＨ［ｍｍ］を除く）となる。
ここで、ダンパー３０の高さをＨ［ｍｍ］とした場合、平らな陸の部分または凹の不陸の部分ではダンパー３０は空間１６に収まるため、支持脚２０に載置された床パネル１３と床基盤１２によりダンパー３０が圧縮されることはない。これに対し、凸の不陸１４の部分にダンパー３０が設けられた場合、空間１６の高さはこれに満たないため、支持脚２０に床パネル１３を載置しようとすると、床パネル１３と床基盤１２によりダンパー３０が圧縮されてしまう。すると、床パネル１３の自重によりダンパー３０の粘弾性体３２は圧縮されるが、圧縮量が大きい場合には、逆に床パネル１３はダンパー３０との接触部分が上方に押し上げられ、不陸１４に相当する部分には床パネル１３の局所的な盛り上がりが生じてしまう。床パネル１３のかかる局所的な盛り上がりは、床の平面度を低下させるために問題となる。粘弾性体３２の圧縮量と床パネル１３の盛り上がり量との比率は両者のヤング率によって決まり、仮に粘弾性体３２のヤング率を空気と同等程度まで低くしたとしても、床パネル１３の盛り上がりをゼロにすることはできない。

そこでかかる不都合を解消するため、本発明においてはダンパー３０の高さｈ［ｍｍ］をＨ−想定される不陸の最大高さ［ｍｍ］乃至Ｈ［ｍｍ］のうちのいずれかの値とすることで、凸の不陸１４の高さを吸収し、ダンパー３０の上記強い圧縮をより確実に回避可能としている。つまり、例えば本実施の形態にかかる二重床構造１０において、床基盤１２に生じている凸の不陸１４の実際の高さが５ｍｍである場合、ダンパー３０の高さをＨ−想定される不陸の最大高さ［ｍｍ］乃至Ｈ−５［ｍｍ］とすることで、ダンパー３０と床パネル１３とが直接接触、或いはダンパー３０が圧縮されることがなくなる。また、特にダンパー３０の高さをＨ−想定される不陸の最大高さ［ｍｍ］とすることにより、一般的な鉄筋コンクリート製マンション等で生じる通常の不陸１４の高さをいずれも吸収することができる。なお、想定される不陸の最大高さは、通常２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下である。

本発明にかかる二重床構造１０は、ダンパー３０と床パネル１３とを連結具により力学的に結合し、床パネル１３の振動を固定層３１を介して粘弾性体３２に伝達するものである。したがって、ダンパー３０の固定層３１と床パネル１３とが直接当接していなくとも、ねじ釘３５に代表される連結具を用いて両者を結合することが可能である。連結具がねじ釘３５の場合、床パネル１３の上方から打ち込まれたねじ釘３５の先端が固定層３１の厚みの少なくとも中央まで達する長さであることが好ましい。なお、上記打ち込まれたねじ釘３５の先端が固定層３１を貫通して粘弾性体３２の内部にまで達しても、粘弾性体３２の振動減衰性能を低下させることはない。したがって、連結具としてねじ釘３５を用いる場合、その長さを；
（１）（床パネル１３の厚さ＋固定層３１の厚さ×０．５）ｍｍ以上とすることで、ダンパー３０の高さｈと空間１６の高さＨが等しい場合に十分な結合強度を得ることができ；
（２）（床パネル１３の厚さ＋固定層３１の厚さ×０．５＋想定される不陸の最大高さ）ｍｍ以上とすることで、床基盤１２の陸部分に設けられたダンパー３０と床パネル１３とを十分な強度で結合することができ；
（３）（床パネル１３の厚さ＋固定層３１の厚さ×０．５＋２×想定される不陸の最大高さ）ｍｍ以上とすることで、ダンパー３０が床基盤１２の凹の不陸部分に設けられた場合も、これと床パネル１３とを十分な強度で結合することができる。

図４は、本実施の形態にかかる二重床構造１０の施工手順を示す説明図である。同図（ａ）は局所的な凸の不陸１４をもつ床基盤１２と、その上に配置された支持脚２０の正面図である。支持脚２０には床パネル１３が載置され、床基盤１２と対向して設けられることとなる。支持脚２０は支持板２１、ボルト２２および弾性台座２３とからなり、ボルト２２と弾性台座２３との嵌合深さを捩り調整することにより、床パネル１３と床基盤１２との間に形成される空間１６を所定の高さ（Ｈ［ｍｍ］）としている。なお、不陸１４の高さ５［ｍｍ］であり、したがって不陸１４の上部に形成された空間１６'の高さはＨ−５［ｍｍ］であるとする。

次に、同図（ｂ）に示すように、固定層３１、粘弾性体３２および接着層３３からなり高さｈ＝Ｈ−想定される不陸の最大高さ：１０［ｍｍ］のダンパー３０を床基盤１２に接着接合して空間１６および１６'に収納し、その上から床パネル１３（またはその下面に設けられた図示しない根太部材）を支持脚２０の支持板２１に載置する。これにより、床基盤１２の陸部分においては床パネル１３とダンパー３０との間に１０［ｍｍ］、不陸部分では同じく５［ｍｍ］の高さの空隙１７、１７'が形成される。
この状態から、同図（ｃ）に示すように、ダンパー３０ごとに三本のねじ釘３５を床パネル１３の上方から打ち込み、固定層３１と床パネル１３とを結合する。ねじ釘３５の長さは、最大１０［ｍｍ］の空隙１７を介して床パネル１３と固定層３１とを十分な強度で結合できるよう、床パネル１３の厚さ＋固定層３１の厚さ＋１０［ｍｍ］としている。
最後に、同図（ｄ）に示すように、床パネル１３の上に仕上げ材１８を敷設し、二重床構造１０の施工が完成する。

上記の方法によって二重床構造１０を施工することにより、床基盤１２に不陸１４が生じている場合も、床パネル１３とダンパー３０とが浮いてしまう、すなわち力学的に切れた状態とはならず、また逆にダンパー３０が床パネル１３を押し上げてその平面度を低下させる虞もなく、均一な高さの二重床を得ることができる。

また本実施の形態にかかる二重床構造１０によれば、敷設に際し、ダンパー３０の精度良い高さ出しを行う必要がない。すなわちダンパー３０ごとにその上方に形成される空隙１７（１７'）の高さが相違しても、床パネル１３とダンパー３０とをねじ釘３５によって結合することができるため、きわめて施工が容易である。さらに、三本のねじ釘３５によって床パネル１３とダンパー３０の固定層３１とは機械的に強固に連結されているため、重量床衝撃音を生じる主因である床パネル１３全体の振動が効率よく粘弾性体３２に入力される。損失係数ηの高い粘弾性体３２は、床パネル１３と床基盤１２との間の振動伝達率を低減して重量床衝撃音の発生を抑制し、また抑制された振動をすみやかに減衰させることができる。

図４に示す本実施の形態にかかる二重床構造１０による重量床衝撃音の遮断効果を確認するため、ダンパー３０の有無を相違させた試験体を製作し、階上の音源室と階下の受音室とに区画された実験棟を用いて床衝撃音の比較実験を行った。
床基盤１２には厚さ１５０［ｍｍ］のスラブ素面、音源室の床パネル１３には２０［ｍｍ］のＭＤＦボードをそれぞれ用い、仕上げ材１８として６［ｍｍ］の遮音性シートと１２［ｍｍ］のフローリング材を積層して用いた。床基盤と床パネルとの間の空間１６高さは１３７［ｍｍ］とした。
一方、粘弾性体３２として厚さ１２０［ｍｍ］、損失係数η＝０．２、ヤング率Ｅ＝５×１０⁵［Ｎ／ｍ²］の発泡プラスチック（株式会社ＪＳＰ製、商品名：ミラプランクレイヤーフレックス）、固定層３１として厚さ１０［ｍｍ］の紙−プラスチックハイブリッド板材料（アコス工業株式会社製、商品名：かみポリボード）、接着層３３として下面にウレタン系接着剤を塗布した厚さ０．２［ｍｍ］のクラフト紙をそれぞれ用い、互いをウレタン系接着剤で接着積層してダンパー３０を得た。ダンパー３０は２５０ｍｍ四方の角柱状であり、その水平断面積の総計が総床面積のおよそ２０％となるよう配置した。

また、φ３．８［ｍｍ］×長さ４１［ｍｍ］のコーススレッドネジを各ダンパーにつき３本ずつ用いて床パネル１３と固定層３１とを結合した。コーススレッドネジは、固定層３１の対角線上に、中心および両側１３０［ｍｍ］幅位置に設けた。

かかる試験体に対し、重量床衝撃音発生用のバングマシーンにより音源室の床パネル１３を打撃し、発生した床衝撃音の音圧レベルを受音室のマイクロフォンで測定し、受音装置で解析した。床衝撃音レベルの測定方法は、ＪＩＳＡ１４１８（建築物の現場における床衝撃音レベルの測定方法）の規定に準じて行った。
かかる比較実験の結果、ダンパー３０を設けない比較試験体に対し、本実施の形態にかかる試験体は、６３Ｈｚ帯域において１．５ｄＢ、１２５Ｈｚ帯域において約５ｄＢ、２５０Ｈｚ帯域において約４ｄＢ程度の重量床衝撃音の低減効果が認められた。すなわち本発明の二重床構造１０により、広帯域にわたる重量床衝撃音の顕著な遮断効果が得られるものといえる。

図５は、本発明の第二の実施の形態にかかる二重天井構造４０を説明する正面図である。固めた石膏に紙を貼って板状にしたプラスターボードなどの天井パネル４３が吊りボルト５０により吊り下げ支持され、床基盤１２と対向して設けられている。床基盤１２の下面には、接着層３３により接着接合されたダンパー３０が複数設けられ、またダンパー３０は粘弾性体３２と、その表面（本実施の形態では下面側に相当）に形成された固定層３１とから構成されている。固定層３１と天井パネル４３とは三本のねじ釘３５によりそれぞれ固定されている。また、天井パネル４３の下面にはビニールクロス４８が敷設され、下階から見た意匠性を向上している。

一般に二重天井構造４０は、上階で生じた重量床衝撃音が、床基盤１２を通じて下階に伝達される際に床基盤１２と天井パネル４３との間の空間１６で増幅されて天井パネル４３の全体を振動させ、高い音圧レベルの音声として下階の人間に空気伝播することが問題となる。しかし本実施の形態にかかる二重天井構造４０によれば、ダンパー３０の存在により床基盤１２と天井パネル４３との間の振動伝達率を低減し、また伝達される振動を粘弾性体３２の粘弾性変形によりすみやかに減衰させることができるため、特に重量床衝撃音の高い遮断性を得ることができる。

さらに本実施の形態にかかる二重天井構造４０によれば、床基盤１２に凹の不陸がある場合も、天井パネル４３とダンパー３０との結合が切れることがない。逆に床基盤１２に凸の不陸１４がある場合も、ダンパー３０と天井パネル４３とが直接接触してこれを下方に押し下げる虞がなく、天井パネル４３の平面度を高く維持することが可能である。すなわちダンパー３０の高さを精度良く微調整する必要がないため施工性に優れ、かつ天井パネル４３と床基盤１２とを力学的に確実に結合することができる。

本発明の第一の実施の形態にかかる二重床構造の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその断面図である。 図１（ｂ）の部分拡大図である。 ダンパーの具体的な構成を示す斜視図である。 二重床構造の施工手順を示す説明図である。 本発明の第二の実施の形態にかかる二重天井構造の説明図である。 従来の二重床構造の説明図である。

符号の説明

二重床構造 １０、１１０
床基盤 １２、１１２
床パネル １３、１１３
不陸 １４
空間 １６、１６'、１１６
空隙 １７、１７'
支持脚 ２０、１２０
支持板 ２１、１２１
ボルト ２２、１２２
弾性台座 ２３、１２３
ダンパー ３０
固定層 ３１
粘弾性体 ３２
接着層 ３３
ねじ釘 ３５
二重天井構造 ４０
天井パネル ４３
吊りボルト ５

Claims (6)

1. 構造物の床基盤と、該床基盤の上または下に配置された複数の支持体と、該支持体により床基盤と対向して支持されるパネル材とを有する重量衝撃音を遮断するための構造物の二重構造であって、
   前記床基盤とパネル材との間に形成される空間には、粘弾性体の表面に該粘弾性体よりもヤング率の高い固定層が設けられた複数のダンパーが設けられており、
   該ダンパーは、床基盤に接合されるとともに、前記固定層とパネル材とが連結具により結合されてなり、
   該粘弾性体は、損失係数が０．４以上、ヤング率が２×１０^５〜９×１０^５［Ｎ／ｍ^２］であることを特徴とする構造物の二重構造。
2. 固定層が、前記粘弾性体の表面に積層接着された板材であり、かつ、前記ダンパーと床基盤とが接着剤により接合されてなることを特徴とする請求項１に記載の構造物の二重構造。
3. 粘弾性体が、発泡プラスチック、ゴム、エラストマーまたは繊維のいずれか１種以上からなることを特徴とする請求項１または２に記載の構造物の二重構造。
4. 固定層とパネル材とを結合する連結具が、パネル材を貫通して固定層に挿入されるねじ釘であり、該ねじ釘の本数が３本以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の構造物の二重構造。
5. 粘弾性体の横断面積とその個数は、以下の関係式（ｉ）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の構造物の二重構造。
   ｓｎ／Ａ＝ρ_０ｃ_０ ^２／（Ｅ＋ρ_０ｃ_０ ^２） （ｉ）
   （ただし、粘弾性体が、同一の寸法の柱状で高さによらず横断面積は一定であり、Ａは総床面積、ｓは粘弾性体の横断面積、ｎは粘弾性体（ダンパー）の個数、Ｅは粘弾性体のヤング率［Ｎ／ｍ^２］、ρ_０は空間の空気の密度、ｃ_０は空気中の音速である。）
6. 構造物の床基盤の上または下に配置された複数の支持体により、パネル材を該床基盤と対向して支持する構造物の二重構造の施工方法であって、
   支持体を所定の高さに調節し、固定層、及び損失係数が０．４以上、ヤング率が２×１０^５〜９×１０^５［Ｎ／ｍ^２］の粘弾性体を有するダンパーを床基盤に接着接合し、支持体にパネル材を支持させ、該パネル材とダンパーの固定層とを連結具で結合し、該パネル材に仕上げ材を敷設することを特徴とする構造物の二重構造の施工方法。

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