JP5894390B2 - 防振床構造および防振材 - Google Patents
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しかし、ポリスチレン系樹脂発泡粒子成形板には、発泡倍率にもよるが柔軟性が乏しいため、発泡板をあらかじめ圧縮処理して気泡を座屈させるなどして柔軟性を付与したものが防振材として使用されており、生産性、上載荷重制限における課題がある。一方、グラスウール製ボードには、施工性に課題があり、また水分を吸収したり長期に亘るクリープによって厚みの減少が生じ、その結果、必要な防振効果を維持できなくなる虞もある。
この特許文献1の防振材は、工場生産が可能であると共に軽量性に優れ、施工現場での取り付け、施工が簡単に行なうことができるものである。また、発泡体と防振ゴムとを組み合わせたものであり、要求される振動減衰量、耐荷重に対し、比較的自由に対応することができるものである。さらに、合成樹脂発泡体としてポリオレフィン系樹脂発泡体を選択した場合には、圧縮回復性、耐水性に優れているため、住宅用防振材としても好適なものであった。
この特許文献2に開示された防振材は、合成樹脂発泡体平板部と特定のポリオレフィン系樹脂発泡体凸部とが組み合わされた形状のものからなるので、該防振材を基礎コンクリート床と浮きコンクリート床との間にポリオレフィン系樹脂発泡体凸部を下側に向けて敷設することにより、該凸部の周囲に空気層による空間を形成することができ、防振特性に優れる簡易的な浮床式の防振床構造を容易に施工することができるものであった。
〔1〕構造物の床基盤と、該床基盤の上に敷設された防振材と、該防振材の上に配置された面材とからなる防振床構造であって、上記防振材が、少なくとも一枚の合成樹脂発泡体平板部と、該平板部の板面に配設される複数の合成樹脂発泡体凸部を備え、上記複数の合成樹脂発泡体凸部は上記平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される第1種の発泡体凸部と上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される第2種の発泡体凸部とにより構成され、上記第1種の発泡体凸部が上記平板部の上板面に配置されている位置と上記第2種の発泡体凸部が上記平板部の下板面に配置されている位置とが平面視で重ならないように、上記合成樹脂発泡体凸部が上記平板部の板面に配設されており、上記合成樹脂発泡体平板部の板面の面積Sに対する、該平板部の上板面に配置される第1種の発泡体凸部の凸部上面の面積s1の合計面積S1と該平板部の下板面に配置される第2種の発泡体凸部の凸部上面の面積s2の合計面積S2との合計面積の割合((S1+S2)/S)が0.15〜0.56であり、かつs1とs2との比(s1/s2)が0.3〜3.5であり、上記合成樹脂発泡体平板部が、発泡体密度0.02〜0.09g/cm 3 の発泡粒子型内成形体からなることを特徴とする、防振床構造。
〔2〕上記合成樹脂発泡体平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される上記第1種の発泡体凸部が正方形格子点を形成するように配設され、上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される上記第2種の発泡体凸部が上記正方形の対角線の交点の位置に配設されていることを特徴とする、上記〔1〕に記載の防振床構造。
〔3〕上記合成樹脂発泡体平板部の適所に、該平板部を貫通した状態で防振ゴムが取り付けられていることを特徴とする、上記〔1〕または〔2〕に記載の防振床構造。
〔4〕上記合成樹脂発泡体平板部と上記第1種および第2種の発泡体凸部とが、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子型内成形体であることを特徴とする、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の防振床構造。
〔5〕上記合成樹脂発泡体平板部と上記第1種および第2種の発泡体凸部とが、架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子型内成形体であることを特徴とする、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の防振床構造。
〔6〕少なくとも一枚の合成樹脂発泡体平板部と、該平板部の板面に配設される複数の合成樹脂発泡体凸部を備え、上記複数の合成樹脂発泡体凸部は上記平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される第1種の発泡体凸部と上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される第2種の発泡体凸部とにより構成され、上記第1種の発泡体凸部が上記平板部の上板面に配置されている位置と上記第2種の発泡体凸部が上記平板部の下板面に配置されている位置とが平面視で重ならないように、上記合成樹脂発泡体凸部が上記平板部の板面に配設されており、上記合成樹脂発泡体平板部の板面の面積Sに対する、該平板部の上板面に配置される第1種の発泡体凸部の凸部上面の面積s1の合計面積S1と該平板部の下板面に配置される第2種の発泡体凸部の凸部上面の面積s2の合計面積S2との合計面積の割合((S1+S2)/S)が0.15〜0.56であり、かつs1とs2との比(s1/s2)が0.3〜3.5であり、上記合成樹脂発泡体平板部が、発泡体密度0.02〜0.09g/cm 3 の発泡粒子型内成形体からなることを特徴とする、防振材。
〔7〕上記合成樹脂発泡体平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される上記第1種の発泡体凸部が正方形格子点を形成するように配設され、上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される上記第2種の発泡体凸部が上記正方形の対角線の交点の位置に配設されていることを特徴とする、上記〔6〕に記載の防振材。
この例では、防振材1は、一枚の合成樹脂発泡体平板部2を備えている。そして、該合成樹脂発泡体平板部2の上板面と下板面に、多数の合成樹脂発泡体凸部3a,3bが正方形格子点を形成するようにそれぞれ配設されている。
この防振床10は、基礎コンクリート床5a上に上記した防振材1を敷設し、その上方に合板6を介してコンクリートを打設しコンクリート床からなる面材を形成し、浮きコンクリート床5bを構築したものである。この場合、荷重分布が均等になるように防振材1に防振ゴム4が配設されているので、合成樹脂発泡体凸部(第1種と第2種の発泡体凸部)3a,3bだけで上部からの荷重を支えるとき、一部の合成樹脂発泡体凸部が潰れたり、振動吸収力が低下することがあるが、防振ゴム4は、これを防止する効果を有する。また、防振ゴム4の振動吸収周波数帯は、防振材1の他の部分を構成する合成樹脂発泡体平板部2などの合成樹脂発泡体のそれとは異なるので、防振ゴム4を適所に設けることは、広い周波数帯域で振動を吸収することができる効果も期待できる。
そのため、一般に固体の縦弾性係数Eは横弾性係数Gよりも大きい。また図2から分かるように、形成される床の厚さを考慮した場合、合成樹脂発泡体凸部の厚みより合成樹脂発泡体凸部の間隔(支点間の距離)を大きくすることができる。そのため、横弾性係数Gと支点間の距離が関係する撓み変形の固有振動数は、縦弾性係数Eと厚みが関係する圧縮変形の固有振動数より低いものとなり、この両者の変形を利用することとなる上記防振材1の固有振動数は、圧縮変形のみを利用するものに比して低いものとなると考えられる。防振材の固有振動数が低い方向にシフトすることは、防振効果が認められる周波数域が広がることを意味し、上記第1の実施形態に係る防振材1は、広い周波数域で振動を効果的に防振することができるものとなる。
この第2の実施形態に係る防振材11では、第1と第2の合成樹脂発泡体板11A,11Bを備える。第1の合成樹脂発泡体板11Aの合成樹脂発泡体平板部12aの下板面には、多数の合成樹脂発泡体凸部(第1種の発泡体凸部)13aが正方形格子点を形成するように配設されている。この第1の合成樹脂発泡体板11Aに配設された合成樹脂発泡体凸部13aが配設されている格子点の各正方形の中心(対角線の交点)が作る格子点に対応する位置で、第2の合成樹脂発泡体板11Bの合成樹脂発泡体平板部12bの下板面に合成樹脂発泡体凸部(第2種の発泡体凸部)13bが配設されている。逆に、第2の合成樹脂発泡体板11Bの合成樹脂発泡体平板部12bの下板面の合成樹脂発泡体凸部(第2種の発泡体凸部)13bが配設されている格子点の各正方形の中心(対角線の交点)が作る格子点に対応する位置で、第1の合成樹脂発泡体板11Aの合成樹脂発泡体平板部12aの下板面に合成樹脂発泡体凸部(第1種の発泡体凸部)13aが配設されている。そして好ましくは、合成樹脂発泡体凸部13a,13bは、接着或いは一体成形によりそれぞれ合成樹脂発泡体平板部12a,12bに固定され、第1と第2の合成樹脂発泡体板11A,11Bが形成されている。図示した実施形態のものにあっては、上記第1の合成樹脂発泡体板11Aは、合成樹脂発泡体平板部12aと上記第1種の発泡体凸部13a、および上記第2の合成樹脂発泡体板11Bは、合成樹脂発泡体平板部12bと上記第2種の発泡体凸部13bとが、合成樹脂発泡粒子の型内成型にてそれぞれ一体的に形成されている。
この防振床20は、基礎コンクリート床15a上に上記した防振材11を敷設し、その上方からコンクリートを打設し、浮きコンクリート床15bを構築したものである。この第2の実施形態に係る防振材11を用いた防振床20の場合においても、防振ゴム14が適所に配設されているので、この防振ゴム14は、合成樹脂発泡体凸部(第1種と第2種の発泡体凸部)13a,13bだけで上部からの荷重を支えるとき、一部の合成樹脂発泡体凸部が潰れたり、振動吸収力がなくなるのを防止する効果を有する。また、防振材11の他の部分を構成する合成樹脂発泡体と防振ゴム14の振動吸収周波数帯が異なるので、広い周波数帯域で振動を吸収することができる効果も期待できる。
また、上記した本発明に係る防振材の発泡体凸部は合成樹脂発泡体平板部に当接或いは固定されて配置される。なお、発泡体凸部と合成樹脂発泡体平板部とが固定される場合は、両者を接着剤にて接着することもできるし、発泡粒子の型内成形法等にて両者を一体成形することもできる。
一方、コンクリートなど殆ど面材の曲げ撓みを考慮しなくてよい程の高い曲げ剛性を有する面材を用いる場合には、面材の振動を広範囲の面積で防振材へ伝播することができ、効率的に本発明の防振作用効果が発現される。
この方法は、防振ゴムなどの試験に広く使われているものであり、試験体100の上に重量物101を置き、加振装置102で試験体100を加振し、重量物101の振動の振幅を測定するものである。加振装置102の強制加振の振幅a1を入力とし、これに対する出力である重量物101の振幅をa2とするとき、振動が伝わった割合τを振動伝達率といい、次の(1)式で表わされる。
τ=|a2/a1|・・・(1)
また、防振支持をした時の固有振動数をf0、強制加振の振動数をfとするとき、τは次の(2)式で表わされる。
τ=|1/(1−(f/f0)2)|・・・(2)
強制加振の振動数fを変えながら、a1とa2を測定し、(1)式で振動伝達率τを求め、(2)式を用いて固有振動数f0が求まる。
上記理論に基づき、幾つかの試験体について次のように試験を行った。
第1の試験体は、本発明の第1の実施形態に対応する。理解を容易にするために、図9には、図1の部材に対応する部材に同一の参照番号を付した。上の合成樹脂発泡体凸部(第1種の発泡体凸部)3aと下の合成樹脂発泡体凸部(第2種の脂発泡体凸部)3bが、合成樹脂発泡体平板部2の上板面と下板面において対応しない位置に配設されているので、合成樹脂発泡体平板部2には撓み変形が起こり、固有振動数は低いものとなった。これに対して、第2の試験の比較用試験体では、合成樹脂発泡体凸部の両者が対応する位置に配設されているので、合成樹脂発泡体平板部の撓み変形は起らず、合成樹脂発泡体凸部の圧縮変形のみが起っており、固有振動数は高い。
この第1と第2の試験の対比結果は、本発明の第1の実施形態が、撓み変形により低い振動数域まで防振効果を有することを示している。
第3の試験の試験体は、本発明の第2の実施形形態に対応する。理解を容易にするために、図11において、図3〜図5の部材に対応する部材に同一の参照番号を付した。下の合成樹脂発泡体板11Bについて、その平板部12bの上面に配設されている合成樹脂発泡体凸部(第1種の発泡体凸部)13aと下面に配設されている合成樹脂発泡体凸部(第2種の発泡体凸部)13bが、この合成樹脂発泡体平板部12bの上板面と下板面において平面視で重なり合わない位置に配設されているので、この合成樹脂発泡体平板部12bに撓み変形が起こり、固有振動数は低いものとなった。これに対して、第4の試験の比較用試験体では、合成樹脂発泡体凸部の両者が平面視で重なる位置に配設されているので、合成樹脂発泡体平板部の撓み変形は起らず、合成樹脂発泡体凸部の圧縮変形のみが起っており、固有振動数は高い。
この第3と第4の試験の対比結果は、本発明の第2の実施形態が、撓み変形により低い振動数域まで防振効果を有することを示している。
2 合成樹脂発泡体平板部
3a 第1種の発泡体凸部
3b 第2種の発泡体凸部
4 防振ゴム
5a 基礎コンクリート床
5b 浮きコンクリート床
6 合板
10 防振床
11 防振材
11A 第1の合成樹脂発泡体板
11B 第2の合成樹脂発泡体板
12a 合成樹脂発泡体平板部
12b 合成樹脂発泡体平板部
13a 第1種の発泡体凸部
13b 第2種の発泡体凸部
14 防振ゴム
15a 基礎コンクリート床
15b 浮きコンクリート床
20 防振床
Claims (7)
- 構造物の床基盤と、該床基盤の上に敷設された防振材と、該防振材の上に配置された面材とからなる防振床構造であって、上記防振材が、少なくとも一枚の合成樹脂発泡体平板部と、該平板部の板面に配設される複数の合成樹脂発泡体凸部を備え、上記複数の合成樹脂発泡体凸部は上記平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される第1種の発泡体凸部と上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される第2種の発泡体凸部とにより構成され、上記第1種の発泡体凸部が上記平板部の上板面に配置されている位置と上記第2種の発泡体凸部が上記平板部の下板面に配置されている位置とが平面視で重ならないように、上記合成樹脂発泡体凸部が上記平板部の板面に配設されており、上記合成樹脂発泡体平板部の板面の面積Sに対する、該平板部の上板面に配置される第1種の発泡体凸部の凸部上面の面積s1の合計面積S1と該平板部の下板面に配置される第2種の発泡体凸部の凸部上面の面積s2の合計面積S2との合計面積の割合((S1+S2)/S)が0.15〜0.56であり、かつs1とs2との比(s1/s2)が0.3〜3.5であり、上記合成樹脂発泡体平板部が、発泡体密度0.02〜0.09g/cm 3 の発泡粒子型内成形体からなることを特徴とする、防振床構造。
- 上記合成樹脂発泡体平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される上記第1種の発泡体凸部が正方形格子点を形成するように配設され、上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される上記第2種の発泡体凸部が上記正方形の対角線の交点の位置に配設されていることを特徴とする、請求項1に記載の防振床構造。
- 上記合成樹脂発泡体平板部の適所に、該平板部を貫通した状態で防振ゴムが取り付けられていることを特徴とする、請求項1または2に記載の防振床構造。
- 上記合成樹脂発泡体平板部と上記第1種および第2種の発泡体凸部とが、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子型内成形体であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の防振床構造。
- 上記合成樹脂発泡体平板部と上記第1種および第2種の発泡体凸部とが、架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子型内成形体であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の防振床構造。
- 少なくとも一枚の合成樹脂発泡体平板部と、該平板部の板面に配設される複数の合成樹脂発泡体凸部を備え、上記複数の合成樹脂発泡体凸部は上記平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される第1種の発泡体凸部と上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される第2種の発泡体凸部とにより構成され、上記第1種の発泡体凸部が上記平板部の上板面に配置されている位置と上記第2種の発泡体凸部が上記平板部の下板面に配置されている位置とが平面視で重ならないように、上記合成樹脂発泡体凸部が上記平板部の板面に配設されており、上記合成樹脂発泡体平板部の板面の面積Sに対する、該平板部の上板面に配置される第1種の発泡体凸部の凸部上面の面積s1の合計面積S1と該平板部の下板面に配置される第2種の発泡体凸部の凸部上面の面積s2の合計面積S2との合計面積の割合((S1+S2)/S)が0.15〜0.56であり、かつs1とs2との比(s1/s2)が0.3〜3.5であり、上記合成樹脂発泡体平板部が、発泡体密度0.02〜0.09g/cm 3 の発泡粒子型内成形体からなることを特徴とする、防振材。
- 上記合成樹脂発泡体平板部の上板面に当接或いは固定されて配置される上記第1種の発泡体凸部が正方形格子点を形成するように配設され、上記平板部の下板面に当接或いは固定されて配置される上記第2種の発泡体凸部が上記正方形の対角線の交点の位置に配設されていることを特徴とする、請求項6に記載の防振材。
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