JP5102598B2 - 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、弾性体のバネ定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決定される。この振動周波数は、弾性体のバネ定数に比例すると共に、質量体の質量に反比例する。したがって、弾性体のバネ定数を小さくすることができれば、質量体の質量も小さくすることができ、質量体自体のサイズを小さくすることができる。
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、容易に質量体のサイズをコンパクトに設計することの可能な床支持具、及び、この床支持具を用いた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、前記支持部材の上下方向の中間部に固定され、水平方向に対して傾斜する支持面を有する中間支持部材と、前記中間支持部材の前記支持面で支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第２弾性部材と、前記第２弾性部材に支持され、前記第２弾性部材の弾性変形によって変位して振動を減衰させる質量体と、を備えている。

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、第２弾性部材へ伝わる。これによって、第２弾性部材が弾性変形して質量体が振動を吸収するように上下動することで、床材から床スラブへの振動を減衰する。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。

ところで、本発明では、第２弾性部材は、前記第１弾性部材、前記支持部材、又は、前記床材により、水平方向に対して傾斜する支持面で支持されている。したがって、質量体が上下動すると、第２弾性体にはせん断力が作用され、第２弾性体はせん断方向の成分を含んで弾性変形し、せん断方向のバネ定数が寄与する。せん断方向のバネ定数は、圧縮方向のバネ定数と比較して５分の１〜１０分の１程度である。したがって、同一形状、同一材質とした場合でも、本発明の第２弾性部材は、圧縮方向のみの弾性変形が生じる場合と比較して、バネ定数を小さくすることができる。これにより、第２弾性部材によって支持される質量体も小さくして床支持具をコンパクトにすることができる。

請求項２に記載の本発明の床支持具は、前記２弾性部材は、鉛直方向の面に対して０°〜４５°の角度をなす支持面で保持されていること、を特徴とする。

このように、第２弾性部材を支持するための支持面を鉛直方向の面に対して０°〜４５°とすることにより、第２弾性部材のせん断方向のバネを有効に使用することができる。

請求項３に記載の本発明の床支持具は、前記中間支持部材は、中央部に前記支持部材を挿通可能な挿通孔が形成され、前記挿通孔に前記支持部材が挿通された状態で前記支持部材に固定されていること、を特徴とする。

このように、支持部材と一体化した中間支持部の支持面を構成することにより、第２弾性部材を容易に支持することができる。

請求項４に記載の本発明の床支持具は、前記床材の前記床スラブ側に凹部が形成され、前記凹部内に配置されると共に前記支持部材の上部に一体化して設けられて前記床材を支持する床受部を有し、前記床受部が前記凹部内に収容空間を備えて前記収容空間に前記質量体が配置されること、を特徴とする。

上記構成によれば、質量体が収容空間に配置されるので、床材下方のスペースを大きく確保することができる。

請求項５に記載の本発明の床支持具は、前記第２弾性部材及び前記質量体に挿入孔が形成され、前記挿入孔に前記支持部材が挿入されること、を特徴とする。

このように、第２弾性部材及び前記質量体に支持部材を挿入した配置とすることができる。

請求項６に記載の本発明の床支持具は、前記第２弾性部材が配置された位置に固着され、前記第２弾性部材へ前記質量体が固着されること、を特徴とする。

このように第２弾性部材及び質量体を固着することにより、支持している部材から振動の伝達を良好に受けることができる。

請求項７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〜請求項６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、質量体を小さくすることができ、床構造をコンパクトにすることができる。

請求項８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、容易に質量体を小さくして、床支持具をコンパクトにすることができる。

［第１実施形態］
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第１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３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、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。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。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。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、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。

支持ボルト２２の中間部には、中間支持部材２６が配置されている。中間支持部材２６は四角柱状とされ、中央部に支持ボルト２２を挿通可能な挿通孔が構成されている。中間支持部材２６は、支持ボルト２２が挿通された状態で支持ボルト２２に固定されている。中間支持部材２６の支持ボルト２２への固定は、中間支持部材２６の内側に雌ネジを構成すると共に支持ボルト２２の外側に雄ねじを構成して螺合させることにより行うことができる。なお、中間支持部材２６の支持ボルト２２への固定は、接着剤での接着やその他の方法で行っても良い。中間支持部材２６の互いに向き合う一対の外側面により、鉛直方向に配置された支持面２６Ａが構成されている。

支持面２６Ａの各々には、ゴム部材２８が配置されている。ゴム部材２８は、直方体状とされ、その一面が支持面２６Ａに固着されて中間支持部材２６に支持されている。ゴム部材２８と中間支持部材２６とは、加硫接着により固着させることができる。

ゴム部材２８の中間支持部材２６と逆側には連結部材２９を介して質量体３０が配置されている。質量体３０は直方体状とされ、その一面２８Ａが長方形板状の連結部材２９の一面に固着されている。そして、連結部材２９の他方の面がゴム部材２８に固着されて、質量体３０がゴム部材２８に支持されている。連結部材２９とゴム部材２８とは、加硫接着により固着させることができる。

なお、本実施形態では、連結部材２９を介して質量体３０とゴム部材２８とが連結されているが、連結部材２９は必ずしも必要ではなく、質量体３０はゴム部材２８と直接接合されていても良い。

ここで、ゴム部材２８のバネ定数Ｋ、及び、質量体３０の質量ｍは、上床材１４からの振動を効率的に減衰させるために、制振対象となる振動周波数に応じて決定される。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、ゴム部材２８のバネ定数をＫ、質量体３０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。

本実施形態では、ゴム部材２８は鉛直方向に配置された支持面２６Ａで支持されており、上床材１４からの振動を受けると、せん断変形する。通常、ゴム部材では、せん断方向のバネ定数は、圧縮方向のバネ定数と比較して５分の１〜１０分の１程度である。したがって、ゴム部材２８を同一形状、同一材質とした場合、圧縮方向のみの変形が生じる配置にした場合と比較して、バネ定数を小さくすることができる。そして、固有振動周波数Ｆ１を得るために、（式１）より質量体３０の質量も小さくすることができ、質量体３０のサイズをコンパクトにすることができる。

なお、本実施形態では、支持面２６Ａを鉛直方向に配置されている構成としているが、支持面２６Ａは必ずしも鉛直方向に配置する必要はない。所望の固有振動周波数Ｆ１とゴム部材２８に求められるバネ定数Ｋ等を考慮して、ゴム部材２８にせん断力が作用される方向に支持されればよい。但し、せん断方向のバネ定数を有効に用いるために、支持面２６Ａは、鉛直方向の面に対して０°〜４５°の角度であることが好ましい。

なお、質量体３０を構成する材料としては、質量があれば特に限定されるものではなく、あらゆる質量体を用いることができ、例えば、鉄、水、砂などを用いることができる。
（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、受部材２０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。次に、一体化された中間支持部材２６、ゴム部材２８、及び、質量体３０と一体化された支持ボルト２２を、受部材２０へ上方からねじ込む。すなわち、支持ボルト２２の雄ネジ２２Ｎを受部材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。
（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、中間支持部材２６を介してゴム部材２８へ伝わる。これによって、ゴム部材２８が弾性変形し、質量体３０が振動を吸収するように上下動することで、振動を減衰される。このとき、ゴム部材２８は、鉛直方向に配置された支持面２６Ａにより支持されているので、上下動の際にせん断方向に弾性変形される。

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。

また、ゴム部材２８のせん断方向のバネ定数を用いるので、質量体３０をコンパクトに設計することができる。

なお、本実施形態では、中間支持部材２６が受部材２０と離間した状態で支持ボルト２２と一体化された例について説明したが、中間支持部材２６は、図４に示すように、受部材２０上に固定されていてもよい。

また、本実施形態では、ゴム部材２８を支持する支持面２６Ａが鉛直方向に配置されている例について説明したが、支持面２６Ａは必ずしも鉛直方向である必要はなく、図５に示すように、鉛直方向に対して角度を有していてもよい。この場合には、中間支持部材２７を角錐台状とし、対向配置される一対の傾斜側面を支持面２７Ａとすればよい。

また、本実施形態では、ゴム部材２８と質量体３０とを連結する連結部材を長方形板状としたが、図６に示すように、板状の連結部材をＬ字形状の連結部材３３とし、１方の面３３Ａをゴム部材２８の外側面に固着させると共に、他方の面３３Ｂを水平方向配置して質量体３０をその上に固着させてもよい。

また、図７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。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して図示し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、第２弾性部材としてのゴム部材２８及び質量体３０が支持ボルト２２の上部に連結される点、及び、上床材に１４構成された凹部が特徴であり、他の構成については、第１の実施形態とほぼ同様の構成である。

図８に示されるように、本実施形態の床構造４０の上床材１４には、床スラブ１２側に凹部１４Ｓが形成されている。この凹部１４Ｓは、下地パネル１４Ａに構成された貫通孔が、捨張材１４Ｂによって上方開口部が塞がれて形成されたものである。ここで、下地パネル１４Ａの貫通孔は、第１実施形態における貫通孔１４Ｈに比べて径が大きい。

凹部１４Ｓ内には、床受部としての上床受部材３２が配置されている。上床受部材３２は有底円筒状とされ、底部３２Ａが上側とされ凹部１４Ｓに嵌め込まれている。底部３２Ａの中央部には、底部３２Ａから突出すると共に内側に雌ネジ部３２Ｎが形成された突出部３２Ｂが構成されている。支持ボルト２２は、上部の雄ネジ部２２Ｎが雌ネジ部３２Ｎに螺合されて、上床受部材３２と一体化されている。上床受部材３２の筒内側には、収容空間Ｒが構成されている。

支持ボルト２２の上部には、中間支持部材２６が固定されている。中間支持部材２６の支持面２６Ａには、ゴム部材２８が固着され、ゴム部材２８の逆側には質量体３０が固着されている。ゴム部材２８及び質量体３０の一部は、収容空間Ｒに配置される。

このようにして、質量体３０を収容空間Ｒに配置することで、上床材１４と床スラブ１２の間のスペースを大きく確保することができ、床下配線等の自由度が増す。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第１、第２実施形態と同様の部分については同一の符号を付して図示し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、床支持具の中間支持部材、ゴム部材、及び質量体の形状が第１、第２実施形態と異なり、他の構成については、ほぼ同様の構成である。

図９に示されるように、本実施形態の床構造は、床支持具５２を備えている。床支持具５２の支持ボルト２２の中間部には、中間支持部材５４が配置されている。中間支持部材５４は、円筒状とされ筒内に支持ボルトが挿通されて固着されている。中間支持部材５４の側面全体が、支持面５４Ａを構成する。

第２弾性部材としてのゴム部材５６は、中間支持部材５４の外周を囲む円筒状とされ、内周面が支持面５４Ａに固着され支持されている。質量体５８は、ゴム部材５６の外周を囲む円筒状とされ、内周面がゴム部材５６の側面に固定されている。ここでの中間支持部材５４とゴム部材５６、及び、ゴム部材５６と中間支持部材５４の固着も加硫接着により行うことができる。

上記構成の床支持具５２では、ゴム部材５６は、支持ボルト２２を囲んで配置されているため、支持ボルト２２に沿って弾性変形することになり、また、質量体５８も支持ボルト２２を囲んで配置されているため、支持ボルト２２に沿って移動することになるので、動吸振の作用が安定する。

なお、本実施形態では、中間支持部材、ゴム部材、及び質量体を円筒状としたが、図９に示すように、質量体を直方体状の質量体５９としてもよい。

なお、上記第１〜第３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。

第１実施形態に係る床構造を示す図である。 第１実施形態に係る床構造及び床支持具の断面図である。 第１実施形態に係る床支持具の斜視図である。 第１実施形態に係る床支持具の変形例の断面図である。 第１実施形態に係る床支持具の他の変形例の断面図である。 第１実施形態に係る床支持具の他の変形例の断面図である。 第１実施形態に係る床構造の変形例を示す図である。 第２実施形態に係る床構造を示す図である。 第３の実施形態に係る床支持具の（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は水平方向の断面図である。 第３の実施形態に係る床支持具の変形例の（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は水平方向の断面図である。

符号の説明

１０ 床構造
１２ 床スラブ
１４ 上床材
１４Ａ 下地パネル
１４Ｂ 捨張材
１４Ｃ 仕上げ材
１４Ｓ 凹部
１６ 床支持具
１８ クッションゴム
２０ 受部材
２２ 支持ボルト
２４ パネル受部材
２６ 中間支持部材
２６Ａ 支持面
２７ 中間支持部材
２７Ａ 支持面
２８ ゴム部材
３０ 質量体
３１ パネル受座
４０ 床構造
５２ 床支持具
５４Ａ 支持面
５４ 中間支持部材
５６ ゴム部材
５８ 質量体
５９ 質量体
Ｒ 収容空間

Claims (8)

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、
   前記支持部材の上下方向の中間部に固定され、水平方向に対して傾斜する支持面を有する中間支持部材と、
   前記中間支持部材の前記支持面で支持され、弾性変形可能であって振動を減衰させる第２弾性部材と、
   前記第２弾性部材に支持され、前記第２弾性部材の弾性変形によって変位して振動を減衰させる質量体と、
   を備えた床支持具。
2. 前記２弾性部材は、鉛直方向の面に対して０°〜４５°の角度をなす前記支持面で保持されていること、を特徴とする請求項１に記載の床支持具。
3. 前記中間支持部材は、中央部に前記支持部材を挿通可能な挿通孔が形成され、前記挿通孔に前記支持部材が挿通された状態で前記支持部材に固定されていること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の床支持具。
4. 前記床材の前記床スラブ側に凹部が形成され、前記凹部内に配置されると共に前記支持部材の上部に一体化して設けられて前記床材を支持する床受部を有し、前記床受部が前記凹部内に収容空間を備えて前記収容空間に前記質量体が配置されること、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. 前記第２弾性部材及び前記質量体に挿入孔が形成され、前記挿入孔に前記支持部材が挿入されること、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. 前記第２弾性部材は配置された位置に固着され、前記第２弾性部材へ前記質量体が固着されること、を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の床支持具。
7. 床スラブと、
   前記床スラブ上に配置された請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の床支持具と、
   を備えた床構造。
8. 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７に記載の床構造。

Images