JP5047642B2 - 床用緩衝体及びそれを用いた床構造 - Google Patents

Description

本発明は、仕上材と床下地との間に配置される床用緩衝体及びそれを用いた床構造に関するものであり、特に、直貼り床に好適に使用し得るものである。

学校の校舎やマンション等における床構造には、例えば、コンクリート床下地に接着剤を介して木質系等の仕上材を施工した直貼り床が使用されている。そして、通常、この仕上材の下部には、コンクリート床下地の不陸等に追従するように発泡体等からなる緩衝体が貼り合わされている。

しかるに、上記発泡体等の緩衝体が薄過ぎると、不陸に対する追従性が悪くなるだけでなく、衝撃を吸収緩和できなくなるため危険性が増す。又、階下に伝わる足音等の騒音や歩行感の悪さといった問題も生じる。一方、その緩衝体が厚過ぎると、木質系の仕上材の場合は湿気の影響によって反りが発生するという問題がある。又、木質系以外の仕上材であっても、亀裂の発生等の問題が生じてしまうケ−スもある。

このような相反する要求の両立を図り、衝撃を吸収緩和等しつつ、木質系材料の湿気に対する反り等の問題を回避し得る床用緩衝体及びそれを用いた床構造が特許文献１によって既に提供されている（特許文献１）。

特開２００４−０６８３８０号公報

即ち、特許文献１による発明は、上記の課題を解決せんとしてなされたものであり、その第１の要旨は、仕上材と床下地との間に配置される床用緩衝体であって、複数の凸部と複数の凹部とを有する弾性体からなり、凹部の内部に弾性体の突起が形成されている床用緩衝体に係るものであり、第２の要旨は、上記した床用緩衝体を用いた床構造であって、当該床用緩衝体の凸部の上側に仕上材又は床下地の一方が配置され、当該床用緩衝体の凹部の下側に仕上材又は床下地の他方が配置される床構造を提供されたものである。

かかる特許文献１に記載の技術は実用的に優れたものであるが、実施に当たって更に改良すべき点が指摘されていることも事実である。即ち、特許文献１には、複数の凸部と複数の凹部とを有する弾性体からなり、凹部の内部に弾性体の突起が形成されている床用緩衝体が提案されており、これを挟んで仕上材と床下地が配置されることとなっている。しかし、この提案の構造似合っては、床用緩衝体の剛性が小さく、場合によっては伸びてしまうという問題点があった。そして、上下両方向の接触面積が少ないため、仕上層や板材への貼り合わせの時に貼りづらかったり、接着強度が確保できないことがある。又、上下面両方に緩衝体のシートが存在する構造で、緩衝材のバネ性能に起因しない部分で、使用材料が多くなり、コストダウンに繋がりにくい構造となっている。

本発明は、上記のような従来の技術に鑑みてなされたものであり、上記した品質上の欠陥を改善し、かつ、ゴム又は弾性樹脂の押し出し成形品にて同一の弾性力を保持し低価格化が可能な床用緩衝体及びそれを用いた床構造を提供するものである。

本発明の第１は、仕上材と床下地との間に配置される床用緩衝体であって、前記仕上材又は床下地の一方と接する平板状のベース部と、前記ベース部と対向するように所定間隔を有して前記仕上材又は床下地の他方と接するフラット部と、前記ベース部に所定間隔を有して設けられ、前記フラット部と連結する脚部と、前記ベース部、フラット部及び脚部とにより一体に形成され、その内部に閉鎖断面を有するトンネル状の中空部と、前記中空部内のベース部又はフラット部に少なくとも１つ形成される突条と、を有し、前記中空部内に少なくとも１つの突条は前記中空部に沿って連続して一体に形成され、前記中空部は、前記ベース部に並列に複数配置されてなることを特徴とする床用緩衝体である。
また、本発明においては、通常の形態は、中空部がベース部と平行なフラット面を有するものであることが好ましい。
また、本発明においては、前記突条の高さは、前記中空部の内径よりも低いことが好ましい。
また、本発明においては、前記床用緩衝体の最大高さは、４ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、本発明においては、前記突条の高さは、前記中空部の内径の３０％以上８５％以下であることが好ましい。
また、本発明においては、前記突条の断面形状が山形に形成されることが好ましい。
また、本発明においては、具体的には、前記中空部の断面が台形、円形および亀甲形の何れかであることが好ましい。

本発明の第２は、上記第１発明のいずれか１つの床用緩衝体を用いた床構造であって、当該床用緩衝体のベース部に一方側の仕上材又は床下地の一方が配置され、当該床用緩衝体のフラット部に他方側の床下地又は仕上材が配置されることを特徴とする床構造である。

第１発明である請求項１にあっては、床用緩衝体が平板状のベース部にトンネル状中空部を列状をなして一体に形成し、当該中空部内に少なくとも１つの突条を中空部に沿って一体に形成してなるため、衝撃の吸収緩和性能に優れ、安全性が高く、適度な歩行感を有することができる。また、請求項２にあっては、特に施工性に優れているため、直貼り床として特に好適に使用することができる。

また、請求項３にあっては、仕上材と床下地との間に緩衝体を介在させた際に、何ら荷重が作用しない状態では突条が接触せず、荷重が作用した場合には、最初に複数の中空部が変形し、その後、突条が変形するという２段階で荷重を受けることになり、有効な衝撃の吸収及び緩和作用を発揮できる。
また、請求項４にあっては、床用緩衝体の最大高さを上記範囲内とすることで、緩衝体のバネ特性に基づく機能を十分発揮させることができると共に、経済性、施工性を良好に保つことができる。
また、請求項５にあっては、突条の高さを中空部の内径に対して上記範囲内とすることで、中空部の変形に対して突条の作用を有効に発揮しつつ、突条の変形を中空部の変形に対して好適に維持することで、突条及び中空部の２段階で荷重を受ける効果を有効に発揮できる。
また、請求項６にあっては、突条の断面形状が山形に形成されることで、突条のバネ特性を非線形とし、徐々に硬くなるようにすることができ、衝撃吸収作用が一層効果的に機能させることができる。
また、請求項７にあっては、中空部のいわゆる脚部の形状に特徴を持たせたものであり、衝撃の吸収緩和性能に優れた床用緩衝体をなすものである。更に、突条の配置される部位を特定したものであり、これによって歪みの増加と共に滑らかに反力が増加する理想的な反力−歪み曲線が得られることとなったものである。

第２発明である請求項８にあっては、上記のいずれかの床用緩衝体を用いた床構造であって、仕上材及び床下地との取り合わせは自在であり、かつ、接着性、施工性等に優れた床構造を提供することができたものである。

以下、第１発明を中心に述べるが、その基本構成は、ベース部とこれと一体に実質的に閉鎖断面を形成するトンネル状中空部とその内部に突条が形成された構成であり、床が押圧される場合に閉鎖部分の主として脚部が作用し、ソフトな弾性を発揮するとともに、更に強い力で床が押圧される場合には、突条によって剛性の高い弾性を発揮するので床構造には最適であり、かつ作業性の良い床用緩衝体を提供するものである。

そして、床用緩衝体は仕上材の下部に設けられ、床下地上に固定されるものであり、コンクリート床下地の不陸等に追従し、仕上材が床下地にしっかりと支持され、一方、転倒時等の衝撃の緩和等には、それに応じた弾性を有する中空部及び突条を併用してこれに対処するものである。

特許文献１に記載のものは、上下面における接触面積が少ない構造であり、仕上材や床下地への貼り合わせの時に、貼りづらかったり、場合によっては伸びてしまって、所期の緩衝効果が得にくいということもあったが、本発明の床用緩衝材はこれらの欠点を解消するものであり、特に、押出成形にて同一の弾性力を保持する床用緩衝体が低価格で供給可能となったものである。

床用緩衝体を構成する材質としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム等のジエン系ゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体、ウレタンゴム、ポリアミド系エラストマー、ポリエチレン系エラストマー、エポキシ系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、軟質塩化ビニル樹脂等の軟質樹脂が例挙される。これらはソリッドでも発泡体でもよい。又、ベース部、中空部、突条は、同じ材質にすることも異なる材質にすることもでき、好ましくは押出成形によって３者が一体に形成されることが最良である。尚、硬度は４０〜８０度（ＪＩＳ−Ａ）であり、好ましくは５０〜６０度である。勿論、ベース部、中空部、突条は同一のものであってもよく、別異のものであってもよいことは言うまでもない。

中空部について言えば、ベース部と平行なフラット部を備えることがよく、一般的には断面が台形或いは円形（長円形を含む）が一般的であるが、これらに限定されるものではなく、ベース部とフラット部を結ぶいわゆる脚部が、くの字状に折れ曲がったもの（亀甲形を含む）や、半円や楕円状になったものが採用できることは言うまでもない。そして、中空部にベース部と平行なフラット部を備えことによって、仕上材と床下地が安定的に固定されることとなる。更にいえば、ベース部に一体に形成する中空部の形状は全て同じ形状とする必要もなく、使用目的や使用場所によってその形状を選択すればよくその配列も自由である。

特に、平板状のベース部が全面に存在することにより接着作業時の不具合、例えば、接着時に広がってしまうとか、接着が不安定となる等の欠点が解消できたものである。尚、必要であれば中空部の隣合うフラット面を連続させておくことができる。

ベース部に中空部を備えることで、床用緩衝体に荷重が作用した際に、中空部が圧縮変形すると共に座屈変形するようにすることが好ましい。即ち、中空部とすることによって軟らかいバネ特性にすることができ、しかも、荷重に対して圧縮変形だけでなく座屈変形による緩衝効果も得られるようになるからである。

かかる中空部内に突条を形成するものである。この突条は中空部のベース部或いはフラット部に形成するのが一般的であり、その数も必要に応じて増減させることができることは言うまでもない。又、場合によって中空部の全てに突条を形成しなくてもよく、例えば中空部の一つ置きに突条を備えることも可能である。

更に、突条の高さは中空部内径よりも低くすることが好ましい。このようにすれば、仕上材と床下地との間に緩衝体を介在させた際に、何ら荷重が作用しない状態では突条が接触しない。一方、荷重が作用した場合には、最初に複数の中空部が変形し、その後、突条が変形するという２段階で荷重を受けることになる。すると、中空部と突条のバネ特性を適宜設定して組み合わせることにより、特に有効な衝撃の吸収及び緩和作用を発揮できるようになるからである。

具体的には、衝撃吸収及び緩和を考慮した場合、例えば弾性体ベース部に中空部を形成して比較的軟らかくし、一方、突条を比較的硬く設定する。その結果、歪みに対して最初は反力が小さく、歪みが増すと反力が大きくなるので、例えば、子供達が転倒等した際の効果的なクッションになる。

特に、突条のバネ特性を非線形とし、徐々に硬くなるようにしておけば、一層効果的であり、圧縮変形すると共に座屈変形する中空部と組み合わせることによって、中空部に荷重が作用した際に、歪みの増加と共に滑らかに反力が増加する理想的な反力−歪み曲線が得られる。尚、突条のバネ特性の非線形性は、例えば突条の断面形状を山形にすることによって、簡単に実現することができる。

第１発明の床用緩衝体の最大高さは、材質や要求特性等によっても異なるが、４〜２５ｍｍが適当であり、中でも５〜１５ｍｍが好ましい。４ｍｍより薄いと緩衝体のバネ特性に基づく機能を十分発揮させることができなくなり、２５ｍｍを越えても機能の向上が見込めないばかりでなく、経済性、施工性が悪化してしまうからである。尚、ベース部及び中空部の厚さは０．５〜３ｍｍ程度が選択される。

又、突条の高さは中空部の内径の３０〜８５％とすることが適当であり、中でも４０〜６０％が好ましい。３０％より低いと中空部の変形に対して突条の作用が遅くなりすぎ、突条を形成する意味がなくなるからであり、８５％より高いと変形の早い時期に突条が変形し、その後中空部が変形することとなり、２段階で荷重を受ける効果が薄れるからである。

そして、第２発明の床構造は、第１発明の床用緩衝体を仕上材と床下地との間に介在して構成するものであるが、床構造としては、床用緩衝体のベース部の上側に仕上材を配置し、中空部のフラット部の下側に床下地を配置しても、この逆の配置であってもよい。即ち、床用緩衝体にほとんど表裏はなく、どちらでも同じような作用効果を奏する。

尚、第２発明の床構造は、コンクリート床下地上に直接的に仕上材を敷き詰める直張り床に適用することが最も効果的であるが、何ら直張り床に限定されるものではなく、支持脚を取り付けたいわゆる二重床にも適用できることは勿論である。

仕上材としては、使い勝手や安全性等の観点から四周に本実加工を施したフローリング材、フローリング、カーペット、ＣＦシート、コルク等が採用できる。ただし、何らこれに限定されるものではなく、タイルや石材等の窯業系仕上材も使用できる。又、合板、ＭＤＦ（中質繊維板）、ＨＤＦ（硬質繊維板）、ＯＳＢ（配向性ストランドボード）、ＬＶＬ（単板積層材）、樹脂製ボード等の基材に、薄物化粧木材、軟質樹脂シート仕上材、窯業系の仕上材等を接着等で複合化したもの等も使用できる。

仕上材の厚さは、材質や寸法等によっても異なるが、６〜１８ｍｍが適当である。６ｍｍより薄いと強度的に問題があり、１８ｍｍを越えると柔軟性が損なわれ、歩行感が悪化するからである。

以下、本発明の好ましい実施の形態の具体例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の床用緩衝体の第１実施例Ａ１を示す上面図及び側面図である。幅及び長さは任意であるが、第１実施例の床用緩衝体Ａ１は幅が１０９ｍｍとされたもので、全体がゴム硬度６０度のＳＢＲ製のもので、上下方向に一体に押出成形されたものである。

そして、平板状のベース部１が上面に形成され、この一方面に、図の上下方向に断面台形でベース部１と平行なフラット部２ａを有する中空部２が一定の間隔を置いて一体形成されている。又、各中空部２内にはベース部１の中央より略正三角形状の突条３が一体に形成されている。ベース部１、中空部２のゴム厚みは約１ｍｍ、中空部２の高さは約５ｍｍ、隣り合う中空部２、２間は約１０ｍｍ、突条３の高さは約２ｍｍであった。

図２は、図１に示す第１実施例の床用緩衝体Ａ１を使用した第２発明の床構造Ｂ１を示す側面図である。即ち、図１の床用緩衝体Ａ１のベース部１側に直接木質系の仕上材１０を固定し、中空部２のフラット部２ａ側を直接床下地２０（コンクリート床下地）に固定した、直張り床の構造となっている。仕上材１０に対しては平板状のベース部１があるために施工時に床用緩衝体Ａ１が伸びたりすることなく、かつ、仕上材１０と床下地２０に対し、夫々平行な面（ベース部１及びフラット部２ａ）があるため、その固定は確実になされることとなる。尚、図２に示す床構造Ｂ１は、図示しない他の床構造と相互に突き合わされて床を構成する。

図２に示す床構造Ｂ１は、コンクリート床下地２０の不陸等に追従すると共に、衝撃吸収性と快適な歩行感が確保され、直貼り床の構造として特に好適なものである。即ち、中空部２のフラット部２ａだけが床下地２０に固定されるので、床用緩衝体Ａ１の全体から見れば、部分的に床下地２０と接触する。従って、床下地２０に不陸があっても、非接触部分と中空部２の脚部２ｂの変形によって吸収されることとなる。

緩衝性能について言えば、仕上材１０に子供等の転倒による衝撃荷重が作用した場合、最初に中空部２（特に脚部２ｂ）だけが圧縮変形すると共に座屈変形する。そして、この初期段階では歪みに対して反力が小さいので効果的なクッションになる。更に歪みが増加した場合には、今度は第２段階の衝撃吸収作用として、突条３が床下地２０側に接触して圧縮変形するようになり反力が増加する。しかも、突条３は断面形状が山形であるのでバネ特性が非線形になっている。従って、荷重が作用すると歪みの増加と共に滑らかに反力が増加する理想的な反力−歪み曲線が得られることとなり、安全性と快適な歩行感が確保される。

図３は、第１実施例の床用緩衝体Ａ１における反力−歪み曲線を示す図である。試験方法は、島津製作所製オートグラフにて、圧縮荷重に対するゴム変形量を測定したものである。条件としては、荷重速度５ｍｍ／ｍｉｎ、荷重面積（直径）１００ｍｍ、サンプル仕様は図１の床用緩衝体Ａ１の上下面を両面テ−プで合板１２ｍｍと貼り合わせ、バネ特性を測定した。測定結果は、図３に示す通りであり、反力−歪み曲線は中空部２の脚部２ｂに基づく曲線部分と突条３に基づく曲線部分の２段になっており、かつ、両曲線は滑らかに結ばれている。

図４は、本発明の床用緩衝体の第２実施例Ａ２を示す側面図であり、第１実施例Ａ１に対し突条３を中空部２の一つ置きに形成した例である。

又、図５は第３実施例Ａ３を示す側面図であり、第１実施例Ａ１に対し突条３を中空部２の間にも備えたものである。このように、中空部２、突条３を適宜組み合わせることによって、様々な要求特性の床に対応できるものであり、図示はしないが、例えば中空部２内に突条３を複数条備えることも可能である。

図６は、本発明の床用緩衝体の第４実施例Ａ４を示す側面図である。これは第１実施例の床用緩衝体Ａ１の断面台形の中空部２を長円形（脚部２ｂを半円形状）３とした例である。

又、図７は第５実施例Ａ５を示す側面図であり、第１実施例Ａ１の断面台形の中空部２の脚部２ｂをくの字状にした例である。これらは最初の衝撃に対して曲がりやすく衝撃吸収が早く、柔らかい感触を備えたものである。

本発明の床用緩衝体及びそれを用いた床構造は、床用緩衝体が、平板上のベース部とこれと一体の中空部及び突条とからなっており、押出成形による一体成形が可能であるために、製造コストが安価であり、しかも、衝撃の吸収緩和性能に優れ、安全性が高く、適度な歩行感を有し、かつ施工性に優れているため、直貼り床として特に好適に使用することができる。

図１は本発明の床用緩衝体の第１実施例を示す上面図及び側面図である。 図２は第１実施例の床用緩衝体を使用した床構造を示す側面図である。 図３は第１実施例の床用緩衝体における反力−歪み曲線を示す図である。 図４は本発明の床用緩衝体の第２実施例を示す側面図である。 図５は本発明の床用緩衝体の第３実施例を示す側面図である。 図６は本発明の床用緩衝体の第４実施例を示す側面図である。 図７は本発明の床用緩衝体の第５実施例を示す側面図である。

１‥ベース部、
２‥中空部、
２ａ‥フラット部、
２ｂ‥脚部、
３‥突条、
１０‥仕上材
２０‥床下地
Ａ１〜Ａ５‥第１発明の床用緩衝体、
Ｂ１‥第２発明の床構造

Claims (8)

1. 仕上材と床下地との間に配置される床用緩衝体であって、
   前記仕上材又は床下地の一方と接する平板状のベース部と、
   前記ベース部と対向するように所定間隔を有して前記仕上材又は床下地の他方と接するフラット部と、
   前記ベース部に所定間隔を有して設けられ、前記フラット部と連結する脚部と、
   前記ベース部、フラット部及び脚部とにより一体に形成され、その内部に閉鎖断面を有するトンネル状の中空部と、
   前記中空部内のベース部又はフラット部に少なくとも１つ形成される突条と、
   を有し、
   前記中空部内に少なくとも１つの突条は前記中空部に沿って連続して一体に形成され、
   前記中空部は、前記ベース部に並列に複数配置されてなることを特徴とする床用緩衝体。
2. 前記中空部がベース部と平行なフラット面を有する請求項１記載の床用緩衝体。
3. 前記突条の高さは、前記中空部の内径よりも低い請求項１又は２記載の床用緩衝体。
4. 前記床用緩衝体の最大高さは、４ｍｍ以上２５ｍｍ以下である請求項１乃至３いずれか１記載の床用緩衝体。
5. 前記突条の高さは、前記中空部の内径の３０％以上８５％以下である請求項１乃至４いずれか１記載の床用緩衝体。
6. 前記突条の断面形状が山形に形成される請求項１乃至５いずれか１記載の床用緩衝体。
7. 中空部の断面が、台形、円形および亀甲形の何れかである請求項１乃至６いずれか１記載の床用緩衝体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の床用緩衝体を用いた床構造であって、当該床用緩衝体のベース部に一方側の仕上材又は床下地の一方が配置され、当該床用緩衝体のフラット部に他方側の床下地又は仕上材が配置されることを特徴とする床構造。

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