JP5193128B2 - 床構造、建物ユニット及びユニット建物 - Google Patents

Description

本発明は、建物の上階から下階へ伝わる衝撃音を低減させる床構造、同床構造を備えた建物ユニット及び同建物ユニットを備えたユニット建物に関するものである。

従来から、建物の上階において、人が飛び跳ねたり、物を落下させたりした場合に発生する衝撃音が、下階における騒音として問題となっている。

このため、この衝撃音を低減させる技術は、これまでに多数提案されている。

例えば、特許文献１には、板状部材から成るダンパーが、床小梁の軸直方向中央に取り付けられた床構造が開示されている。

特開２００８−２４０３３５号公報

しかしながら、上記した特許文献１のような優れた従来技術が多数提案されているが、需要者側からは、さらなる遮音性能の向上を求める声が寄せられているという実情がある。

また、いかに遮音性能の向上が図れても、実施に際して高いコストが掛かることは、需要者側と製造者側との双方が望まないことである。

そこで、本発明は、従来技術に比して、遮音性能の向上が図れるうえに、低コストで実施することができる床構造、同床構造を備えた建物ユニット及びユニット建物を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の床構造は、複数の床梁の上に床材が取り付けられて床を構成し、前記床梁にダンパーが取り付けられた床構造であって、前記ダンパーは、前記床梁の下端部間を略閉塞する幅とされたダンパー部材を備え、直上の前記床梁のうちの一つのみに取り付けられ、少なくとも一端は自由端とされているとともに、前記床梁間には、吸音材が設けられていることを特徴とする。

ここで、前記ダンパーは、固有振動数が略同一な複数個の前記ダンパー部材が、スペーサー部材を介して、上下に連結されて形成されているとよい。

また、前記ダンパー部材は、板状部材と錘とから成るとよい。

さらに、前記ダンパーは、固有振動数が略同一な複数個の前記ダンパー部材が、スペーサー部材を介して、上下に連結されて形成されており、前記ダンパー部材は、板状部材と錘とから成り、前記複数個のダンパー部材は、前記板状部材の幅方向の端部に前記錘がそれぞれ設けられたものであり、前記各板状部材同士は、前記錘が平面視で重ならない幅とされ、前記錘よりも薄い前記スペーサー部材を介して略平行に連結されて、前記ダンパーが形成されているとよい。

また、前記ダンパーは、前記床梁の取付部を中心として略左右対称形であるとよい。

さらに、前記ダンパーは、取付部材を介して、前記床梁に取り付けられているとよい。

また、前記吸音材は、繊維系吸音材であるとよい。

本発明の建物ユニットは、上記したいずれかの床構造を備えていることを特徴とする。

本発明のユニット建物は、上記した建物ユニットを備えていることを特徴とする。

このような本発明の床構造は、複数の床梁の上に床材が取り付けられて床を構成し、床梁にダンパーが取り付けられた床構造である。

そして、ダンパーは、床梁の下端部間を略閉塞する幅とされたダンパー部材を備え、直上の前記床梁のうちの一つのみに取り付けられ、少なくとも一端は自由端とされているとともに、床梁間には、吸音材が設けられた構成とされている。

こうした構成なので、ダンパーによる床の振動抑制効果と吸音材による空気ダンパー効果により、重量床衝撃音と軽量床衝撃音をともに低減できるため、従来技術に比して、遮音性能の向上が図れる。

そのうえ、簡易な構造であるため、低コストで実施することができる。

ここで、ダンパーは、固有振動数が略同一な複数個のダンパー部材が、スペーサー部材を介して、上下に連結されて形成されている場合は、複数個のダンパー部材の固有振動数を、抑制したい衝撃音の周波数に近い数値に設定すれば、より効率的に床の振動を抑制することができる。

また、ダンパー部材は、板状部材と錘とから成る場合は、錘の重さを調整することにより、ダンパー部材の固有振動数を容易に所望の値とすることができる。

さらに、複数個のダンパー部材は、板状部材の幅方向の端部に錘がそれぞれ設けられたものであり、各板状部材同士は、錘が平面視で重ならない幅とされ、錘よりも薄いスペーサー部材を介して略平行に連結されて、ダンパーが形成されている場合は、ダンパー全体の厚みを抑えることができ、狭い床下空間に設けることができる。

特に、建物ユニットにこのダンパーを設ける場合は、建物ユニットの下面から突出させずに済むため、工場で容易に取り付けることができ、この床構造を有する建物ユニットのトラックなどでの輸送も、この床構造を有しない通常の建物ユニットの場合と同様に行える。

また、ダンパーは、床梁の取付部を中心として略左右対称形である場合は、ダンパーが釣り合いを保って床梁に取り付けられるため、片寄った無理なモーメントなどが加わらず、長期の使用に耐え得るものとなる。

さらに、ダンパーは、取付部材を介して、床梁に取り付けられている場合は、特に、建物ユニットの工場などでの製造工程において、ダンパーを、床梁の側面へ容易に取り付けることができる。

また、吸音材は、繊維系吸音材である場合は、特にグラスウールなどの繊維系吸音材は、軽量であるため、ダンパーの上にその荷重がかかっても、ダンパーの遮音性能に殆ど悪影響を与えることがなく、安価であるため、より低コストで実施することができる。

本発明の建物ユニットは、上記した床構造を備えた構成とされているので、上記した床構造の効果を奏する建物ユニットとすることができる。

本発明のユニット建物は、上記した建物ユニットを備えた構成とされているので、上記した床構造の効果を奏するユニット建物を構築することができる。

実施例のユニット建物の概略構成を示す斜視図である。 実施例の建物ユニットの概略構成を一部破断して示す斜視図である。 （ａ）は、実施例の床構造の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視図である。 実施例の建物ユニットにおけるダンパー及び吸音材の設置位置を示す説明図である。 床に重量床衝撃音を与えた場合の条件（１），（２）における音圧レベルの周波数に対する特性を示すグラフである。 床に軽量床衝撃音を与えた場合の条件（１），（２）における音圧レベルの周波数に対する特性を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

先ず、実施例の構成について説明する。

図１は、実施例のユニット建物Ｕの概略構成を示している。

このユニット建物Ｕは、基礎３上に、１階部分の建物ユニット１Ａ，・・・と、２階部分の建物ユニット１，・・・と、屋根パネル４とを組み付けて建物本体が構築されている。

この実施例の床構造は、２階部分の建物ユニット１に実施されており、図２は、この建物ユニット１の概略構成を示している。

この建物ユニット１は、４本の角形鋼管から成る柱１１，・・・と、これらの柱１１，・・・の下端部間を連結した４本の溝形鋼から成る床梁としての床大梁１２，・・・と、これらの柱１１，・・・の上端部間を連結した４本の溝形鋼から成る天井大梁１３，・・・とを有する骨組み構造体である。

ここで、対向する長辺側の床大梁１２，１２間には、複数本の床梁としての床小梁１５Ａ，・・・，１５Ｂ，・・・が略平行に略等間隔で架け渡され、これらの床小梁１５Ａ，・・・，１５Ｂ，・・・の上に、パーチクルボードなどから成る床材１４が取り付けられて床が形成される。

また、対向する長辺側の天井大梁１３，１３間には、複数本の天井野縁１７，・・・が略平行に略等間隔で架け渡され、これらの天井野縁１７，・・・の下に、石膏ボードなどから成る天井材１８が取り付けられて天井が形成される。

さらに、外壁（図示せず）を設ける箇所では、床大梁１２と天井大梁１３との間に間柱１９が取り付けられ、間柱１９の屋外側に外壁材が取り付けられ、屋内側に内壁材が取り付けられ、外壁材と内壁材との間に、グラスウールなどの断熱材が設けられて壁が形成される。

そして、この実施例の床構造では、直上の床小梁１５Ａにダンパー２がそれぞれ取り付けられ、両端は自由端とされている。

このダンパー２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、上側のダンパー部材２１と、下側のダンパー部材２２と、これら上下のダンパー部材２１，２２間に介装されるスペーサー部材２３と、スペーサー部材２３の上方で上側のダンパー部材２１の上面に設けられる取付部としての取付部材２４とから構成される。

ここで、上側のダンパー部材２１は、パーチクルボードから成る矩形状の板状部材２１ａの幅方向の左右両端部の上面に、廃材の石膏ボードから成る長尺の錘２１ｂ，２１ｂが設けられたものである。

また、下側のダンパー部材２２は、パーチクルボードから成る矩形状の板状部材２２ａの幅方向の左右両端部の上面に、廃材の石膏ボードから成る長尺の錘２２ｂ，２２ｂが設けられたものである。

さらに、下側のダンパー部材２２の板状部材２２ａは、上側のダンパー部材２１よりも幅が大きいものが用いられており、錘２１ｂ，２１ｂと錘２２ｂ，２２ｂとが重ならないようになっている。

また、下側のダンパー部材２２は、錘２１ｂ，２１ｂが、板状部材２２ａの幅方向に左右両端部から突出されており、ダンパー２が取り付けられる床小梁１５Ａと隣り合う床小梁１５Ｂ，１５Ｂの下端部間、又は隣り合う床小梁１５Ｂと床大梁１２の下端部間を略閉塞する幅とされている。

また、スペーサー部材２３は、下側のダンパー部材２２の錘２２ｂよりも薄い長尺の合板などから成るものであり、上側のダンパー部材２１と下側のダンパー部材２２との略中央部に介装されており、上側のダンパー部材２１の板状部材２１ａと下側のダンパー部材２２の板状部材２２ａとを略平行に保持している。

さらに、取付部材２４は、長尺の角材などから成るものであり、上側のダンパー部材２１の上面の略中央部に設けられている。

そして、下側のダンパー部材２２の下面の略中央部から固定手段としての釘２５，・・・が打ち込まれて、上側のダンパー部材２１、下側のダンパー部材２２、スペーサー部材２３及び取付部材２４が一体とされ、ダンパー２が形成されている。

ここで、上側のダンパー部材２１と下側のダンパー部材２２とは、固有振動数が略同一とされている。

なお、上側のダンパー部材２１と下側のダンパー部材２２のそれぞれの固有振動数は、板状部材２１ａ，２２ａの長さの１／２乗、板状部材２１ａ，２２ａのヤング率の１／２乗、及び板状部材２１ａ，２２ａの厚みの３／２乗等にそれぞれ比例し、板状部材２１ａ，２２ａの幅の３／２乗、及び板状部材２１ａの重さと錘２１ｂの重さの合計の１／２乗、板状部材２２ａの重さと錘２２ｂの合計の１／２乗等にそれぞれ反比例する。

そして、これらの固有振動数は、板状部材２１ａ，２２ａの材質、寸法及び重量と、錘２１ｂ，２２ｂの重量とが分かれば、必要な数値を、公式にあてはめて算出できるので、説明を省略する。

こうして形成されたダンパー２は、上側のダンパー部材２１の板状部材２１ａの上面と振動を許容するための隙間２７を設けて、取付部材２４の側面から固定手段としての鋼製釘２６，・・・により、床小梁１５Ａの側面に固定して、略水平に取り付けられている。

すなわち、ダンパー２は、取付部材２４を中心として、略左右対称形となっている。

さらに、床小梁１５Ａ，１５Ｂ間又は床小梁１５Ａと床大梁１２との間には、吸音材として、グラスウールなどの繊維系吸音材２０が設けられている。

そして、ダンパー２は、図４に示したように、建物ユニット１では、５つの床小梁１５Ａに取り付けられている。

また、繊維系吸音材２０は、床小梁１５Ａ，１５Ｂ間及び床小梁１５Ａと床大梁１２との間の全てに設けられている。

次に、実施例の作用効果について説明する。

このような実施例の床構造は、複数の床梁としての床小梁１５Ａ，・・・，１５Ｂ，・・・の上に床材１４が取り付けられて床を構成し、床小梁１５Ａにダンパー２がそれぞれ取り付けられた床構造である。

そして、ダンパー２は、床梁としての床小梁１５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂの下端部間又は床小梁１５Ｂ，１５Ａと床梁としての床大梁１２の下端部間を略閉塞する幅とされた下側のダンパー部材２２を備え、直上の中間の床小梁１５Ａのみに取り付けられ、両端は自由端とされているとともに、床小梁１５Ａ，１５Ｂ間又は床小梁１５Ａと床大梁１２との間には、吸音材としての繊維系吸音材２０が設けられた構成とされている。

こうした構成なので、ダンパー２による床の振動抑制効果と繊維系吸音材２０による空気ダンパー効果により、重量床衝撃音と軽量床衝撃音をともに低減できるため、従来技術に比して、遮音性能の向上が図れる。

そのうえ、簡易な構造であるため、低コストで実施することができる。

ここで、ダンパー２は、固有振動数が略同一な上側のダンパー部材２１と下側のダンパー部材２２とが、スペーサー部材２３を介して、上下に連結されて形成されている。

このため、上下のダンパー部材２１，２２の固有振動数を、抑制したい衝撃音の周波数に近い数値に設定すれば、より効率的に床の振動を抑制することができる。

また、上側のダンパー部材２１は、板状部材２１ａと錘２１ｂ，２１ｂとから成り、下側のダンパー部材２２は、板状部材２２ａと錘２２ｂ，２２ｂとから成る。

このため、錘２１ｂ，２２ｂの重さをそれぞれ調整することにより、上下のダンパー部材２１，２２の固有振動数を容易に所望の値とすることができる。

さらに、上下のダンパー部材２１，２２は、板状部材２１ａ，２２ａの幅方向の左右端部に錘２１ｂ，２２ｂがそれぞれ設けられたものであり、板状部材２１ａ，２２ａ同士は、錘２１ｂ，２１ｂと錘２２ｂ，２２ｂとが平面視で重ならない幅とされ、錘２２ｂよりも薄いスペーサー部材２３を介して略平行に連結されて、ダンパー２が形成されている。

このため、ダンパー２全体の厚みを抑えることができ、狭い床下空間に設けることができる。

特に、本実施例のように、建物ユニット１にこのダンパー２を設ける場合は、建物ユニット１の下面から突出させずに済むため、工場で容易に取り付けることができる。

そのうえ、この実施例の床構造を有する建物ユニット１のトラックなどでの輸送も、この実施例の床構造を有しない通常の建物ユニットの場合と同様に行える。

また、ダンパー２は、取付部としての取付部材２４を中心として略左右対称形であるので、ダンパー２が釣り合いを保って床小梁１５Ａに取り付けられるため、片寄った無理なモーメントなどが加わらず、長期の使用に耐え得るものとなる。

さらに、ダンパー２は、取付部材２４を介して、床小梁１５に取り付けられているので、特に、建物ユニット１の工場などでの製造工程において、ダンパー２を、床小梁１５Ａの側面へ容易に取り付けることができる。

また、吸音材としては、グラスウールなどの繊維系吸音材２０を用いているので、グラスウールなどの繊維系吸音材２０は、軽量であるため、ダンパー２の上にその荷重がかかっても、ダンパー２の遮音性能に殆ど悪影響を与えることがなく、安価であるため、より低コストで実施することができる。

さらに、錘２１ｂ，２２ｂには、廃材の石膏ボードが用いられているので、廃材を再利用するため、環境に配慮したものとなるうえに、素材構成がはっきりしているため、容易に所望の重量にすることができる。

実施例の建物ユニット１は、上記した床構造を備えた構成とされているので、上記した床構造の作用効果を奏する建物ユニットとすることができる。

実施例のユニット建物Ｕは、上記した建物ユニット１を備えた構成とされているので、上記した床構造の作用効果を奏するユニット建物を構築することができる。

次に、この実施例の床構造の実証試験を行ったところ、次の試験結果が得られた。

下記した条件（１），（２）における音圧レベルの周波数に対する特性を求める試験を行ったところ、図５及び図６に示すグラフが得られた。

ここで、条件（１）は、床に何も設けない場合である。条件（２）は、床に実施例の床構造を実施した場合である。

なお、上側のダンパー部材２１の固有振動数は、４５．１３とし、下側のダンパー部材２２の固有振動数は、４５．１２として、略同一なものとした。

まず、図５のグラフから分かるように、床に重量床衝撃音を与えた場合、条件（２）では、特に６３Ｈｚにおいて、条件（１）を基準として、約−１７ｄＢの遮音効果が得られることが確認された。

また、図６のグラフから分かるように、床に軽量床衝撃音を与えた場合、条件（２）では、特に１２５Ｈｚ〜５００Ｈｚにおいて、条件（１）を基準として、約−２ｄＢ〜約−５ｄＢの遮音効果が得られることが確認された。

すなわち、実施例の床構造は、重量床衝撃音と軽量床衝撃音をともに低減することができ、優れた遮音性能を有することが実証できた。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態について実施例をもとに詳述してきたが、具体的な構成は、上記した実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、ユニット建物Ｕを、説明が簡単なように、単純な２階建てとしたが、これに限定されず、３階建て以上のものとして実施してもよい。

また、上記実施例では、ダンパー２の長さを、床小梁１５Ａ，１５Ｂの長さの二分の一強として実施したが、これに限定されない。

すなわち、上記した実証試験の試験結果で確認されたように、こうしたダンパー２の長さでも、十分な遮音性能が図れるが、このダンパー２の長さを、これよりも長くしたり、短くしたりして実施してもよい。

さらに、上記実施例では、ダンパー２を２個のダンパー部材２１，２２で実施したが、これに限定されず、１個又は３個以上のダンパー部材を用いて実施してもよい。

また、上記実施例では、ダンパー２の板状部材２１ａ，２２ａとして、パーチクルボードを用いて実施したが、これに限定されず、ダンパーのバネ機能を有するものを用いて実施すればよい。

さらに、上記実施例では、ダンパー２の錘２１ｂ，２２ｂとして、廃材の石膏ボードを用いて実施したが、これに限定されず、例えば、廃材のパーチクルボードなどを用いて実施してもよい。

また、上記実施例では、ダンパー２に錘２１ｂ，２２ｂを設けて実施したが、これに限定されず、錘２１ｂ，２２ｂを設けずに実施してもよい。

さらに、上記実施例では、ダンパー２を、取付部としての取付部材２４を中心として略左右対称形になるように実施したが、これに限定されず、非対称となるように実施してもよいし、左右のいずれかを省略した片持ち形式となるように実施してもよい。

また、上記実施例では、ダンパー２を、取付部材２４を介して床小梁１５Ａに取り付けて実施したが、これに限定されず、ダンパー２を、取付部材２４を介さずに、床小梁１５の下面に直接取り付けて実施してもよい。

Ｕ ユニット建物
１ 建物ユニット
１Ａ 建物ユニット
１２ 床大梁（床梁）
１４ 床材
１５Ａ，１５Ｂ 床小梁（床梁）
２ ダンパー
２０ 繊維系吸音材（吸音材）
２１ 上側のダンパー部材（ダンパー部材）
２２ 下側のダンパー部材（ダンパー部材）
２１ａ 板状部材
２２ａ 板状部材
２１ｂ 錘
２２ｂ 錘
２３ スペーサー部材
２４ 取付部材（取付部）

Claims (9)

1. 複数の床梁の上に床材が取り付けられて床を構成し、前記床梁にダンパーが取り付けられた床構造であって、
   前記ダンパーは、前記床梁の下端部間を略閉塞する幅とされたダンパー部材を備え、直上の前記床梁のうちの一つのみに取り付けられ、少なくとも一端は自由端とされているとともに、
   前記床梁間には、吸音材が設けられていることを特徴とする床構造。
2. 前記ダンパーは、固有振動数が略同一な複数個の前記ダンパー部材が、スペーサー部材を介して、上下に連結されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の床構造。
3. 前記ダンパー部材は、板状部材と錘とから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の床構造。
4. 前記ダンパーは、固有振動数が略同一な複数個の前記ダンパー部材が、スペーサー部材を介して、上下に連結されて形成されており、
   前記ダンパー部材は、板状部材と錘とから成り、
   前記複数個のダンパー部材は、前記板状部材の幅方向の端部に前記錘がそれぞれ設けられたものであり、前記各板状部材同士は、前記錘が平面視で重ならない幅とされ、前記錘よりも薄い前記スペーサー部材を介して略平行に連結されて、前記ダンパーが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の床構造。
5. 前記ダンパーは、前記床梁の取付部を中心として略左右対称形であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の床構造。
6. 前記ダンパーは、取付部材を介して、前記床梁に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の床構造。
7. 前記吸音材は、繊維系吸音材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の床構造。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の床構造を備えていることを特徴とする建物ユニット。
9. 請求項８に記載の建物ユニットを備えていることを特徴とするユニット建物。

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