JP5102577B2 - 床支持具及び床構造 - Google Patents

Description

本発明は、二重床の床材を支持する床支持具、及び、この床支持具介して二重床とされた床構造に関する。

床構造においては、床衝撃音の遮断性能を向上させるために、支持部材を介して床基盤上から所定の高さに床を設ける二重床構造とする場合がある。このような二重床構造では、例えば、特許文献１、２に記載のように、弾性体と質量体を用いて床からの振動を減衰させる技術が開示されている。

通常、弾性体の弾性係数や質量体の質量などは、床からの振動を効率的に減衰させるために、施工される床の振動周波数特性に応じて予め決定されている。しかしながら、実際に施工された床の振動周波数特性は、当初の振動周波数特性と異なる場合がある。このような場合に、特許文献１、２に記載の技術では、弾性体や質量体の固有振動数を調整することは難しい。
特開４−１４０３６２号公報 特開５−５２０２８号公報

本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、容易に制振特性を調整することの可能な床支持具、及び、床構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明の床支持具は、床スラブ上に配置され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第１弾性部材と、前記第１弾性部材上に支持され、前記床スラブと反対方向へ延びる支持部材と、前記支持部材上に支持され、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材と、前記第１弾性部材、又は、前記支持部材に支持位置で支持され、前記支持位置から離れる方向へ延出配置された梁部材と、前記梁部材の前記延出配置方向に沿って移動可能に前記梁部材に取り付けられ、前記梁部材を介して前記第１弾性部材又は前記支持部材に支持され、前記梁部材の動作によって変位して振動を減衰させる質量体と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の床支持具では、床材に振動が加わった場合、この振動は、梁部材へ伝わる。梁部材は、一端部が床材の支持位置で支持されており、床からの振動が伝達された梁部材は、支持位置を支点として揺動、撓み変形し、梁部材に取り付けられた質量体が振動を吸収するように上下動する。これにより、床材から床スラブへの振動が減衰される。減衰された振動は、さらに第１弾性部材によって減衰されて床スラブへ伝わるので、床衝撃音が良好に遮断される。

上記構成によれば、質量体が梁部材の延出配置方向に沿って移動可能とされているので、施工時に床材の振動周波数に応じて質量体を移動させることにより制振特性を調整することができる。

請求項２に記載の本発明の床支持具は、前記梁部材が、前記支持位置を挟んで互いに逆側へ延びる第１梁部材及び第２梁部材を含んで構成され、前記第１梁部材及び前記第２梁部材の各々に前記質量体が取り付けられていること、を特徴とする。

上記構成によれば、支持位置を挟んだ両側に質量体が配置されるので、バランス良く質量体を配置することができる。

請求項３に記載の本発明の床支持具は、前記第１梁部材及び前記第２梁部材には、各々１個のみ前記質量体が取り付けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の本発明の床支持具は、前記質量体には前記梁部材を挿通可能な挿通孔が構成され、前記挿通孔に前記梁部材が挿通され、前記質量体を前記梁部材に固定するための固定具が更に備えられていること、を特徴とする。

上記構成によれば、質量体へ梁部材を挿通させた状態で、梁部材の延出配置方向に沿って容易に移動させることができる。

請求項５に記載の本発明の床支持具は、前記支持部材と一体化して設けられ、前記第１弾性部材と前記梁部材との間に配置されて前記梁部材を受ける中間受部を備えたこと、を特徴とする。

上記構成によれば、床材に振動が加わった場合、振動は、中間受部を介して梁部材及び質量体へ伝えられて減衰させられる。ここで、一体化とは、一体的に動作する構成とされていることを意味し、必ずしも一体成形されている必要はなく、別部材で構成されていてもよい。中間受部を設けることにより、梁部材を中間受部に配置することができるので、施工性が向上する。

請求項５に記載の本発明の床支持具は、前記質量体が前記梁部材を介して前記第１弾性部材又は前記支持部材に支持されること、を特徴とする。

上記構成によれば、床材に振動が加わった場合、振動が第１弾性部材又は支持部材を介して梁部材に伝わり、梁部材が変位することによって質量体が振動を吸収するように上下動する。質量体の上下動は、梁部材を介して第１弾性部材又は支持部材に伝わる。

請求項６に記載の本発明の床構造は、床スラブと、前記床スラブ上に配置された請求項１〜５のいずれか１項に記載の床支持具と、を備えている。

本発明の床構造によれば、質量体が梁部材の延出配置方向に沿って移動可能とされているので、施工時に床材の振動周波数に応じて質量体を移動させることにより制振特性を調整することができ、制振効果の高い床構造とすることができる。

請求項７に記載の本発明の床構造は、前記床スラブがコンクリート製であることを特徴とする。

上記構成によれば、床材に加わった振動は、梁部材、質量体、及び、第１弾性部材によって減衰された後にコンクリート製の床スラブへ伝わる。

以上説明したように、本発明の床支持具及び床構造によれば、容易に制振特性を調整することができる、という優れた効果を有する。

本発明における床構造及び床構造に適用される床支持具の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図中の矢印ＵＰは床構造における上方向を示す。

（床構造及び床支持具の構成）

図１に示される床構造１０は、主に集合住宅に用いられる二重床（乾式遮音二重床）の構造であり、上階で発せられて階下に伝播する床衝撃音（歩行音、物の落下音、子供の飛び跳ね等）を低減させるための構造である。

床構造１０は、躯体床となるコンクリート製の床スラブ１２と上床材１４との間に、所定の間隔で複数本並べられた床支持具１６を介在させており、床支持具１６の介在によって床スラブ１２と上床材１４との間に空間を形成して遮音効果を得る状態としている。

本実施形態の上床材１４は、図２にも示すように、下地パネル１４Ａを備えると共に、下地パネル１４Ａ上に捨張材１４Ｂを設け、その上にさらに捨張材１４Ｂ上に仕上げ材１４Ｃを設けた積層構造となっている。ここで、仕上げ材１４Ｃを除いた上床材１４（下地パネル１４Ａ及び捨張材１４Ｂ）、及び、床支持具１６が床下地材である。下地パネル１４Ａには、所定間隔で、床支持具１６を設置するための貫通孔１４Ｈ（図２参照）が構成されている。

図２にも示されるように、床支持具１６は、第１弾性部材としてのクッションゴム１８を備える。クッションゴム１８は、床スラブ１２上に配置されている。クッションゴム１８は、円筒状とされており、上床材１４からの振動を減衰させるために、床スラブ１２上に支持されるものであり、弾性変形可能とされている。

クッションゴム１８上には、中間受部としての中間受部材２０を介して支持ボルト２２が直立状態で支持されている。中間受部材２０は、円筒状の円筒部２０Ｂ、及び、円筒部２０Ｂの一端の径方向外側に構成される円環板状のフランジ部２０Ａを備えている。中間受部材２０は、円筒部２０Ｂのフランジ部２０Ａと逆側がクッションゴム１８の筒内側に挿入されると共に、フランジ部２０Ａの下面（クッションゴム１８側へ向けられた面）がクッションゴム１８の上面（床スラブ１２側の面と反対側の面）に固着されている。フランジ部２０Ａの上面（床スラブ１２側の面と反対側の面）には、後述する梁部材３０を受ける受面２０Ｃが構成されている。円筒部２０Ｂの内周面には、雌ネジ２０Ｎが形成され、この雌ネジ２０Ｎには、後述する支持ボルト２２の軸部に形成された雄ネジ２２Ｎが螺合される。これにより、中間受部材２０が支持ボルト２２に一体化される。

支持ボルト２２は、クッションゴム１８と反対側、すなわち、床スラブ１２と反対方向へ延びて、パネル受部材２４を介して上床材１４を支持するように配置されている。パネル受部材２４は、円筒状の円筒部２４Ｂ、及び、円筒部２４Ｂの一端の径方向外側に構成される円環板状の鍔部２４Ａを備えている。パネル受部材２４の円筒部２４Ｂは、下地パネル１４Ａの貫通孔１４Ｈ内に挿入されて固着され、鍔部２４Ａの上面（上床材１４側へ向けられた面）が下地パネル１４Ａの下面（床スラブ１２と対向する側の面）に固着される。パネル受部材２４の円筒部２４Ｂの内周面には、雌ネジ２４Ｎが形成され、この雌ネジ２４Ｎには、支持ボルト２２の軸部に形成された雄ネジ２２Ｎが螺合される。これらにより、上床材１４は、床スラブ１２との間に間隔をもって配置される。

支持ボルト２２の先端部には、マイナスドライバを差し込むための凹部２２Ａ（図３参照）が形成されており、上床材１４の下地パネル１４Ａに捨張材１４Ｂ、仕上げ材１４Ｃが載せられる前の状態において、マイナスドライバを支持ボルト２２の凹部に差し込んで支持ボルト２２を回転させることによって、床スラブ１２からの下地パネル１４Ａの高さを調節することができるようになっている。

中間受部材２０のフランジ部２０Ａの上面である受面２０Ｃには、２本の梁部材３０が配置されている。梁部材３０は、断面長方形状の棒状とされ、一端部の下面が受面２０Ｃ上に固定されている（以下この固定位置を「支持位置Ｐ」という）。２本の梁部材３０は、支持位置Ｐから支持ボルト２２の径方向外側へ向かって、互いに逆方向へ延出されている。梁部材３０は、中間受部材２０を介して支持ボルト２２に支持されている。

２本の梁部材３０の各々には、質量体３２が取り付けられている。質量体３２には、梁部材３０を挿通可能な挿通孔３２Ａ、及び、挿通孔３２Ａと垂直方向をなす固定孔３２Ｂが構成されている。質量体３２は、挿通孔３２Ａに梁部材３０が挿通された状態で梁部材３０に沿って移動可能とされると共に、固定孔３２Ｂへ固定ネジ３４がねじ込まれて梁部材３０を押圧することにより梁部材３０へ固定可能とされている。支持位置Ｐから質量体３２の固定位置までの距離Ｌは、制振対象となる振動周波数に応じて決定される。

すなわち、制振対象となる上床材１４から床スラブ１２への振動周波数＝床支持具１６の固有振動周波数＝Ｆ１とし、梁部材３０のヤング係数をＥ、梁部材３０の断面二次モーメントをＩ、支持位置Ｐから質量体３２までの距離をＬ、質量体３２の質量をｍとすると、固有振動周波数Ｆ１は、（式１）で表すことができる。

梁部材３０のヤング係数Ｅ、梁部材３０の断面二次モーメントＩ、及び質量体３２の質量については、施工現場で変更、調整することは難しいが、距離Ｌについては、固定ネジ３４を緩めて質量体３２を移動させることにより、容易に変更することができる。そこで、距離Ｌを調整することにより、床支持具１６の制振特性を調整する。

梁部材３０へ固定された質量体３２は、梁部材３０の動作によって変位して上床材１４からの振動を減衰させる。すなわち、梁部材３０及び質量体３２は、上床材１４から床スラブ１２への振動に対して動吸振器として機能する。

なお、梁部材３０は、鋼材、金属、木材、樹脂、セラミックなどの材料で構成することができる。また、質量体３２としては、比重の高い材料を用いると、質量体３２をコンパクトに構成することができる。質量体３２は、鋼材、金属、水、砂、セラミック、樹脂などの材料で構成することができる。

（床構造の施工手順）

次に、図２に示される床支持具１６を用いて二重床の床構造１０を構成する際の施工手順について説明する。

まず、一体化されたクッションゴム１８、中間受部材２０、梁部材３０を、クッションゴム１８を下にして床スラブ１２上に設置する。このとき、制振対象となる上床材１４から床スラブ１２への振動周波数に応じて、距離Ｌを変更して質量体３２の位置を調整する。すなわち、固有振動数Ｆ１で制振できるように距離Ｌを算出し、支持位置Ｐから距離Ｌの位置に質量体３２を移動させて、固定ネジ３４により梁部材３０へ固定する。

次に、中間受部材２０へ支持ボルト２２を上方からねじ込み、支持ボルト２２の雄ネジ２２Ｎを中間受部材２０の雌ネジ２０Ｎに螺合させて取り付け、直立させる。次に、支持ボルト２２の上方の雄ネジ２２Ｎにパネル受部材２４の雌ネジ２４Ｎを螺合させる。そして、パネル受部材２４の鍔部２４Ａ上に下地パネル１４Ａを敷設してパネル受部材２４に下地パネル１４Ａを固着する。ここで、マイナスドライバを貫通孔１４Ｈから支持ボルト２２の凹部２２Ａに差し込んで支持ボルト２２を回転させることによって、床スラブ１２からの下地パネル１４Ａの高さを調節する。

次に、下地パネル１４Ａ上に捨張材１４Ｂを敷設し、捨張材１４Ｂ上に仕上げ材１４Ｃを敷設する。以上によって、二重床の床構造１０が構成される。

本実施形態によれば、施工時に、支持位置Ｐから質量体３２までの距離Ｌを変更することによって、床支持具１６の制振特性を容易に調整することができる。したがって、制振対象周波数に応じて、より効果的に制振を行うことができる。

（床支持具による振動吸収作用）

次に、本実施形態の床支持具による振動吸収作用を説明する。

上階で発せられた床衝撃音（例えば、歩行音等）の振動は、上床材１４からパネル受部材２４、支持ボルト２２、及び、中間受部材２０を介して梁部材３０へ伝わる。これによって、梁部材３０が変位し、質量体３２が振動を吸収するように上下動することで、振動が減衰される。

ここで、梁部材３０は、支持ボルト２２を挟んで逆側に２本配置されると共に、各々の距離Ｌも等しく設定されているため、動吸振の作用が安定する。

なお、本実施形態では、複数の梁部材３０についての距離Ｌを等しく設定したが、距離Ｌは、制振対象周波数を複数とする場合には、距離Ｌを各々の制振対象周波数に対応した異なる長さとしてもよい。これにより、複数帯域の振動を減衰させることができる。

また、中間受部材２０に梁部材３０が固着され、梁部材３０に質量体３２が固定されているので、例えば、振動によって質量体３２が梁部材３０から離れる等のような無駄な移動を抑えられ、また、質量体３２の移動を振動周期に追従させ易くなるので、動吸振効果を高めることができる。

減衰された振動は、さらにクッションゴム１８によって減衰されて床スラブ１２へ伝わる。このため、床衝撃音が良好に遮断される。

以上説明したように、本実施形態の床構造１０によれば、床支持具１６を配置することにより、上床材１４から床スラブ１２への振動を良好に吸収することができる。

なお、本実施形態では、梁部材３０を２本配置した例について説明したが、梁部材３０は１本としても、３本以上でも良い。

梁部材３０の本数を４本とした場合には、図４に示すように、各梁部材３０を支持ボルト２２を中心に放射状（十字）に配置することができる。この場合、支持位置Ｐから質量体３２までの距離Ｌを、梁部材３０毎に異なる距離Ｌ１〜Ｌ４としても良い。この場合には、距離Ｌ１〜Ｌ４を、上床材１４の振動周波数ｆ１〜ｆ４に対応した制振特性となるように設定する。これにより、図５のグラフの実線Ａに示すように、各々の振動周波数ｆ１〜ｆ４において床支持具１６を設置しなかった場合（破線Ｂ）と比較して、振動を抑制することができる。

また、本実施形態では、梁部材３０が中間受部材２０を介して支持ボルト２２に支持されている例について説明したが、支持ボルト２２に直接支持される構成としてもよい。

また、図６に示すように、床支持具１６は、隣接する２枚の下地パネル１４Ａの双方を支持するものであってもよい。この場合には、隣り合って並設される下地パネル１４Ａのコーナ部１４Ｚを共通に支持するパネル受座３１を配置し、支持ボルト２２をパネル受座３１の下部に取り付ける。

なお、上記実施形態では、床スラブ１２がコンクリート製であるコンクリート床の場合について説明したが、床スラブは、木製等の他の床スラブであってもよい。

本実施形態に係る床構造を示す図である。 本実施形態に係る床構造及び床支持具の断面図である。 本実施形態に係る床支持具の斜視図である。 本実施形態に係る床支持具の変形例の斜視図である。 上床材の振動特性と動吸振効果を示すグラフである。 本実施形態に係る床構造の変形例を示す図である。

符号の説明

１０ 床構造
１２ 床スラブ
１４ 上床材
１６ 床支持具
１８ クッションゴム
２０ 中間受部材
２２ 支持ボルト
２４ パネル受部材
２４ 部材
３０ 梁部材
３１ パネル受座
３２ 質量体
３４ 固定ネジ
Ｐ 支持位置

Claims (7)

1. 床スラブ上に配置され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第１弾性部材と、
   前記第１弾性部材上に支持され、前記床スラブと反対方向へ延びる支持部材と、
   前記支持部材上に支持され、前記床スラブとの間に間隔をもって配置される床材と、
   前記第１弾性部材、又は、前記支持部材に支持位置で支持され、前記支持位置から離れる方向へ延出配置された梁部材と、
   前記梁部材の前記延出配置方向に沿って移動可能に前記梁部材に取り付けられ、前記梁部材を介して前記第１弾性部材又は前記支持部材に支持され、前記梁部材の動作によって変位して振動を減衰させる質量体と、
   を有することを特徴とする床支持具。
2. 前記梁部材は、前記支持位置を挟んで互いに逆側へ延びる第１梁部材及び第２梁部材を含んで構成され、前記第１梁部材及び前記第２梁部材の各々に前記質量体が取り付けられていること、を特徴とする、請求項１に記載の床支持具。
3. 前記第１梁部材及び前記第２梁部材には、各々１個のみ前記質量体が取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の床支持具。
4. 前記質量体には前記梁部材を挿通可能な挿通孔が構成され、前記挿通孔に前記梁部材が挿通され、前記質量体を前記梁部材に固定するための固定具が更に備えられていること、を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の床支持具。
5. 前記支持部材と一体化して設けられ、前記第１弾性部材と前記梁部材との間に配置されて前記梁部材を受ける中間受部を備えたこと、を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の床支持具。
6. 床スラブと、
   前記床スラブ上に配置された請求項１〜５のいずれか１項に記載の床支持具と、
   を備えた床構造。
7. 前記床スラブがコンクリート製であることを特徴とする請求項６に記載の床構造。

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