JP6799294B2 - 床防振装置 - Google Patents
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Description
上階に居る人が歩行又は運動した際の繰り返し荷重が床材に作用することで発生する振動や、物を床面に落とすなどによって衝撃的な荷重が床材に作用することで発生する衝撃的な振動は、床スラブから下階の天井や壁に伝わり、そこから放射音が発生する。
このような放射音は、下階に居る人にとっては騒音であり、床に防振性能を付与し、上階から下階への振動を低減する必要がある。
しかし、この湿式浮床構造では、現場でコンクリートを打設する必要があるため、大規模な工事となり、コンクリート打設が困難な箇所には不向きである。
このため、乾式浮床構造において上階から下階への振動を低減することができる床防振装置が望まれている。
また、荷重を受ける少なくとも一面に、荷重が大きくなるほどその荷重を受ける面の接触面積が大きくなるように弾性変形する突部を設けてなる床用衝撃吸収材を用いたものもある(特許文献2参照)。
なお、低荷重域での荷重に対する緩衝材の弾性変位量を十分なものとするために、より柔らかい緩衝材を採用することが考えられるが、緩衝材が柔らかすぎると、歩行時や重量物を設置した際の床の沈み込みが大きくなり、歩行感が悪化したり、重量物の設置が不安定になったりするという問題点がある。
防振材の上面における所定部分及びそれ以外の特定部分をそれぞれ被当接面部及び被押圧面部とし、荷重受け部材は、防振材の被当接面部に当接する突部と、防振材の被押圧面部に対し隙間を設けて配される押圧部とを有し、
荷重受け部材の突部が当接している防振材の被当接面部が床材に作用する荷重に応じて弾性変形し、該弾性変形により荷重受け部材の突部が防振材に沈み込むことで荷重受け部材の押圧部が防振材の被押圧面部を押圧するようにしたことを特徴とする。
また、床材に作用する荷重が比較的大きい高荷重域では、防振材の被当接面部の弾性変形により荷重受け部材の突部が防振材に沈み込み、荷重受け部材の押圧部が防振材の被押圧面部を押圧するので、荷重に対する弾性変位量が小さくなり、床材の沈み込みが小さくなる一方で、床材に作用した荷重が荷重受け部材の突部及び押圧部から被当接面部及び被押圧面部へと分散されて防振材で受け止められることになり、歩行時や重量物を設置した際の床の沈み込みを抑えつつ、高荷重域での振動を効率良く吸収することができる。
また、防振材には、特許文献2に係る床用衝撃吸収材で設けられているような荷重が大きくなるほどその荷重を受ける面の接触面積が大きくなるように弾性変形する突部を設ける必要がないので、特殊な成形型等を用いて防振材を作製する必要がない。
したがって、歩行感の悪化等の不具合を招くことなく、低荷重域から高荷重域までの全ての荷重域での振動の低減を安価な構成で達成することができる。
さらに、床構造躯体にバンド部材を緊結具で緊結しようとした位置に、床構造躯体に対する緊結具の施工を阻害する支障物(例えば、床構造躯体がコンクリート製の場合、鉄筋や粗骨材等)が床構造躯体中に埋め込まれていたとしても、バンド部材を荷重受け部材に沿って移動させることで支障物を避けることができ、床構造躯体に対する緊結具の施工を確実に行うことができる。
そこで、突部形成体と荷重受け部材本体との間に作用する磁力で積層体を荷重受け部材本体に接着するという構成を採用することにより、上記の問題が解決するのは勿論のこと、例えば、床構造躯体の不陸に起因して、床構造躯体と防振材との間に隙間が生じた場合であっても、常に荷重受け部材本体に積層体が接着している状態を長期に亘って安定的に保持し続けるため、荷重受け部材本体と積層体との間(より厳密には荷重受け部材本体と突部形成体との間)に隙間があれば、床材に荷重が作用した際の荷重受け部材本体と積層体との衝突(より厳密には荷重受け部材本体と突部形成体との衝突)により衝突音が発生してしまうのを未然に防ぐことができるとともに、床材の自重等により荷重受け部材本体が積層体に常に押し付けられている状態であるため、製品の経年耐用まで荷重受け部材本体と積層体とが離れることがない。
この床防振装置10は、乾式浮床構造体1において振動を低減するものである。
図1並びに図2(a)及び(b)に示される乾式浮床構造体1は、床の基礎となる床構造躯体2上に複数の床防振装置10を設置し、各床防振装置10上に複数の床束3を一列に所定間隔をあけて設置し、各床束3上に緩衝材としての大引パッド4を載せた状態で大引5を複数の床束3に架け渡すように載置し、各床束3の真上における大引5上に緩衝材としての根太パッド6を介して根太7を平面視で大引5と直角をなして交わるように載置し、根太7上に床材8を敷設して構成するようにしている。
この乾式浮床構造体1においては、床材8に作用する荷重を根太7、根太パッド6、大引5、大引パッド4及び床束3を介して床防振装置10で受け止め、床材8に荷重が作用するに伴い発生する振動を床防振装置10で減衰するようにされている。
床防振装置10は、床構造躯体2と大引5との間で大引5と平行をなして真っ直ぐに延びる荷重受け部材11と、荷重受け部材11と床構造躯体2との間に配設される複数の防振材12とを備えている。
ここで、荷重受け部材11上には、大引5を支える複数の床束3が設置される。
また、複数の防振材12は、複数の床束3のそれぞれの下方に位置するように床束3の配置ピッチと同じ配置ピッチで所定間隔をあけて配置され、互いに隣り合う防振材12に荷重受け部材11が架け渡されるように敷設されている。
防振材12は、例えば、長さ100mm以下×幅80以上100mm以下×厚み40以上50mm以下の四角ブロック状で、2以上の部材の張り合わせをしていない単一の粘弾性体で構成されている。
ここで、粘弾性体とは、ばね要素と減衰要素とを有するものであり、非線形なばね定数を有するものである。つまり、荷重を加えることによって粘弾性体を変形させた場合、粘弾性体のばね定数は荷重の大きさによって変化することになる。
粘弾性体としては、例えば、ゴム弾性を有するエラストマーが挙げられ、具体的には、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などの合成樹脂及びその発泡体が挙げられる。
防振材12の材質として、好ましくは固有振動数が7〜15Hzで、減衰比が0.12〜0.18のウレタン系エラストマーであり、より好ましくは固有振動数が9〜12Hzで、減衰比が0.15程度のウレタン系エラストマーである。
図7に示されるように、防振材12は、優れた減衰特性を有している。
本実施形態では、微細かつ均一なセル構造を有する発泡ウレタンエラストマー(イノアックコーポレーション社製、商品名:セルダンパー)を用いて防振材12を構成している。
防振材12における一対の被当接面部13及び被押圧面部14の合計面積に対する一対の被当接面部13の面積の割合は、好ましくは20〜50%であり、より好ましくは25〜40%であり、本実施形態では30%程度とされている。
荷重受け部材11は、その本体部分を形成する荷重受け部材本体15と、各防振材12における一対の被当接面部13に対応して設けられる一対の突部形成体16とにより構成されている。
荷重受け部材本体15は、下方に向けて開口された断面コの字形状の溝形鋼からなるものであって、大引5を支える複数の床束3を同時に載せることが可能な帯状板部15aと、防振材12の略上半部を幅方向両側から挟むように帯状板部15aの両側部に下方に向けて突出形成される一対のフランジ部15bとを有している。
突部形成体16は、防振材12の被当接面部13に当接可能な厚さ3±0.2mm程度の短冊状板材により構成されている。
図3に示されるように、本実施形態においては、防振材12における一対の被当接面部13に一対の突部形成体16を当接状態で例えば接着剤や両面テープ等の固着手段を用いて固着して防振材12と突部形成体16との積層体20を構成するようにしている。
ところで、積層体20を荷重受け部材本体15に固定する手段としては、例えば、接着剤を用いて両者を接着したり、両面テープを用いて両者を接着したりするという固定手段が挙げられるが、接着剤による固定手段では、固定するまで養生時間が必要であるという問題があり、両面テープによる固定手段では、被着体(荷重受け部材本体15、突部形成体16)に油や汚れがあれば接着不良になるという問題がある。
そこで、荷重受け部材本体15を構成する溝形鋼が磁性体であることから、突部形成体16を永久磁石で構成することにより、荷重受け部材本体15と突部形成体16との間に作用する磁力で荷重受け部材本体15における帯状板部15aの下面に積層体20を接着するようにしている。
これにより、上記の問題が解決するのは勿論のこと、例えば、床構造躯体2の不陸に起因して、床構造躯体2と防振材12との間に隙間が生じた場合であっても、常に荷重受け部材本体15に積層体20が接着している状態を長期に亘って安定的に保持し続けるため、荷重受け部材本体15と積層体20との間(より厳密には荷重受け部材本体15の帯状板部15aと突部形成体16の上面との間)に隙間があれば、床材8に荷重が作用した際の荷重受け部材本体15と積層体20との衝突(より厳密には荷重受け部材本体15と突部形成体16との衝突)により衝突音が発生してしまうのを未然に防ぐことができるとともに、床材8の自重等により荷重受け部材本体15が積層体20に常に押し付けられている状態であるため、製品の経年耐用まで荷重受け部材本体15と積層体20とが離れることがない。
荷重受け部材本体15における帯状板部15aの下面に積層体20を接着した状態では、突部形成体16が防振材12の被当接面部13に当接する突部として機能し、帯状板部15aの下面における一対の突部形成体16で挟まれる部分に、防振材12の被押圧面部14に対し隙間を設けて配される押圧部17が形成される。
図1に示されるように、荷重受け部材11における互いに隣り合う防振材12の間の部位には、荷重受け部材11を跨がるように下方に開口されたバンド部材25が掛けられている。
図2(b)及び図5に示されるように、バンド部材25は、荷重受け部材本体15における帯状板部15aの上面と対向する天板部25aと、荷重受け部材本体15における一対のフランジ部15bに対向するように天板部25aの両側部から下方に向けて突出形成される一対の側板部25bと、一対の側板部25bの下端部から床構造躯体2の上面に沿って外側方に張り出すように形成される一対の取付板部25cとを有している。
バンド部材25の取付板部25cには、後述する施工アンカー31の取付軸部31bが挿通可能な取付孔26が形成されている。
バンド部材25を床構造躯体2に緊結するための緊結具30は、施工アンカー31及びナット32により構成されている。
施工アンカー31は、床構造躯体2に形成された下穴に植え込まれる植込み部31aと、植込み部31aの上側に一体的に設けられて植込み部31aが床構造躯体2内に植え込まれた際に床構造躯体2の上面から露出される取付軸部31bと、取付軸部31bの上側に一体的に設けられてインパクトドライバーの専用ソケットが係合・装着可能な頭部31cとを有している。
施工アンカー31における植込み部31aの外周面には、床構造躯体2に形成された下穴にねじ込み可能なタッピング雄螺子33が形成され、取付軸部31bの外周面には、ナット32が螺合可能な雄螺子34が形成されている。
荷重受け部材本体15に対しバンド部材25を掛けたときに、床構造躯体2の上面における、バンド部材25の取付孔26に対応する位置に、ドリルの穿孔により下穴を形成する。
形成した下穴に対し、施工アンカー31の植込み部31aを位置決めし、インパクトドライバーの専用ソケットを施工アンカー31の頭部31cに装着して、インパクトドライバーの作動により、施工アンカー31の植込み部31aを下穴にねじ込み、施工アンカー31を床構造躯体2に植え込む。
床構造躯体2に植え込まれた施工アンカー31の取付軸部31bと、バンド部材25の取付孔26との位置を合わせ、後述する防振ゴム40をバンド部材25の天板部25aと荷重受け部材本体15の帯状板部15aとの間に配するとともに、後述する防振パッド41をバンド部材25の各側板部25bと荷重受け部材本体15の各フランジ部15bとの間に配した状態で、取付孔26に取付軸部31bが通るようにバンド部材25を降ろしていき床構造躯体2上に置く。
そして、施工アンカー31の取付軸部31bにナット32を螺合し、ナット32を締め付けることで床構造躯体2上にバンド部材25を固定する。
なお、床構造躯体2にバンド部材25を緊結具30で緊結しようとした位置に、床構造躯体2に対する緊結具30の施工を阻害する支障物(例えば、床構造躯体2がコンクリート製の場合、鉄筋や粗骨材等)が床構造躯体2中に埋め込まれていたときには、バンド部材25を荷重受け部材本体15の長手方向に沿って水平移動させることで支障物を避けることができ、床構造躯体2に対する緊結具30の施工を確実に行うことができる。
図4及び図5に示されるように、バンド部材25の天板部25aと荷重受け部材本体15の帯状板部15aとの間には、防振ゴム40が介在されている。
防振ゴム40は、バンド部材25の天板部25a及び荷重受け部材本体15の帯状板部15aに当接する矩形板状の防振ゴム本体部40aを有し、荷重受け部材本体15の長手方向に間隔をあけてバンド部材25の天板部25aを挟むように配される一対の係止突条部40bが防振ゴム本体部40aに一体的に突出形成されてなるものである。
防振ゴム40は、粘弾性体からなる緩衝材であり、床材8からの荷重を受けて一旦下向きに荷重受け部材11が動き、その後、防振材12からの弾性反発力により上向きに荷重受け部材11が動く際、あるいは地震時の突き上げによって荷重受け部材11が上向きに動く際、荷重受け部材本体15の帯状板部15aがバンド部材25の天板部25aに直接衝突するのを防振ゴム本体部40aで防いで衝撃を緩和する役目をする。
さらに、防振ゴム40は、床材8に荷重が作用するに伴い発生する振動が、荷重受け部材11からバンド部材25及び緊結具30を介して床構造躯体2へと伝わるのを防ぐ役目もする。
防振ゴム40が荷重受け部材本体15の長手方向に移動しようとしても、一対の係止突条部40bがバンド部材25の天板部25aに引っ掛かって殆ど動けず、防振ゴム40が荷重受け部材本体15の長手方向に移動するのを、バンド部材25の天板部25aに対する一対の係止突条部40bの係止により規制することができる。
防振ゴム40が荷重受け部材本体15の幅方向に移動すると、防振ゴム本体部40aがバンド部材25の側板部25bに突き当たり、防振ゴム40は荷重受け部材本体15の幅方向にそれ以上移動できず、防振ゴム40が荷重受け部材本体15の幅方向に移動するのを、バンド部材25の側板部25bにより規制することができる。
こうして、防振ゴム40の緩衝材としての機能を安定的に発揮することができる。
バンド部材25の各側板部25bと荷重受け部材本体15の各フランジ部15bとの間には、バンド部材25の側板部25b及び荷重受け部材本体15のフランジ部15bに当接する正方形状の板ゴムよりなる防振パッド41が介在されている。
防振パッド41は、粘弾性体からなる緩衝材であり、地震時の横揺れによって荷重受け部材11が横向きに動く際に、荷重受け部材本体15のフランジ部15bがバンド部材25の側板部25bに直接衝突するのを防いで衝撃を緩和する役目をする。
また、防振パッド41は、荷重受け部材11が床材8からの荷重と防振材12からの弾性反発力との作用で上下動したとき、荷重受け部材本体15のフランジ部15bとバンド部材25の側板部25bとが直接擦れ合うのを防ぐ役目をする。
さらに、防振パッド41は、床材8に荷重が作用するに伴い発生する振動が、荷重受け部材11からバンド部材25及び緊結具30を介して床構造躯体2へと伝わるのを防ぐ役目もする。
以上に述べた乾式浮床構造体1に装備される図3の床防振装置10は、人が歩行又は運動した際の繰り返し荷重Wや、物を床面に落とした際の衝撃的な荷重Wを、床材8から根太7、根太パッド6、大引5、大引パッド4及び床束3を介して受け止め、床材8に荷重Wが作用するに伴い発生する振動を減衰する。
図6(b)に示されるように、床材8に作用する荷重Wが比較的大きい高荷重域では、防振材12の被当接面部13の弾性変形により荷重受け部材11の突部形成体16が防振材12に沈み込み、荷重受け部材11の押圧部17が防振材12の被押圧面部14に突き当たってその被押圧面部14を押圧するので、荷重Wに対する弾性変位量が小さくなり、床材8の沈み込みが小さくなる一方で、床材8に作用した荷重Wが荷重受け部材11の突部形成体16及び押圧部17から被当接面部13及び被押圧面部14へと分散されて防振材12全体で受け止められることになり、歩行時や重量物を設置した際の床の沈み込みを抑えつつ、高荷重域での振動を効率良く吸収することができる。
また、防振材12には、特許文献2に係る床用衝撃吸収材で設けられているような荷重が大きくなるほどその荷重を受ける面の接触面積が大きくなるように弾性変形する突部を設ける必要がないので、特殊な成形型等を用いて防振材を作製する必要がない。
したがって、歩行感の悪化等の不具合を招くことなく、低荷重域から高荷重域までの全ての荷重域での振動の低減を安価な構成で達成することができる。
また、防振材12における一対の被当接面部13及び被押圧面部14の合計面積に対する一対の被当接面部13の面積の割合が20〜50%とされているので、低荷重域では荷重受け部材11の突部形成体16が当接している防振材12の被当接面部13が床材8に作用する荷重Wに応じてスムーズに弾性変形する一方で、高荷重域では荷重Wに対する防振材12の弾性変位量を確実に小さくすることができる。
また、突部形成体16の一部又は全部を磁性体で構成する一方で、該磁性体に対応するように荷重受け部材本体15の一部又は全部を磁石で構成する態様例や、突部形成体16の一部又は全部を磁石で構成する一方で、該磁石の磁極と異なる磁極が向かい合うように荷重受け部材本体15の一部又は全部を磁石で構成する態様例もある。
2 床構造躯体
8 床材
10 床防振装置
11 荷重受け部材
12 防振材
13 被当接面部
14 被押圧面部
15 荷重受け部材本体
16 突部形成体(突部)
17 押圧部
20 積層体
25 バンド部材
40 防振ゴム(緩衝材)
41 防振パッド(緩衝材)
Claims (5)
- 床材と床構造躯体との間に、床材に作用する荷重を受け止める荷重受け部材と、粘弾性体からなる防振材とを順に配設し、床材に荷重が作用するに伴い発生する振動を防振材で吸収して、低減するようにした床防振装置において、
防振材の上面における所定部分及びそれ以外の特定部分をそれぞれ被当接面部及び被押圧面部とし、荷重受け部材は、防振材の被当接面部に当接する突部と、防振材の被押圧面部に対し隙間を設けて配される押圧部とを有し、
荷重受け部材の突部が当接している防振材の被当接面部が床材に作用する荷重に応じて弾性変形し、該弾性変形により荷重受け部材の突部が防振材に沈み込むことで荷重受け部材の押圧部が防振材の被押圧面部を押圧するようにし、かつ、
防振材が所定間隔をあけて複数個配置され、互いに隣り合う防振材に架け渡されるように荷重受け部材が敷設され、荷重受け部材における互いに隣り合う防振材の間の部位に、荷重受け部材を跨がるように下方に開口されたバンド部材を掛け、該バンド部材を床構造躯体に緊結具により緊結することで、荷重受け部材を上下動可能に固定することを特徴とする床防振装置。 - 荷重受け部材とバンド部材との間に粘弾性体からなる緩衝材を介在させることを特徴とする請求項1に記載の床防振装置。
- 床材と床構造躯体との間に、床材に作用する荷重を受け止める荷重受け部材と、粘弾性体からなる防振材とを順に配設し、床材に荷重が作用するに伴い発生する振動を防振材で吸収して、低減するようにした床防振装置において、
防振材の上面における所定部分及びそれ以外の特定部分をそれぞれ被当接面部及び被押圧面部とし、荷重受け部材は、防振材の被当接面部に当接する突部と、防振材の被押圧面部に対し隙間を設けて配される押圧部とを有し、
荷重受け部材の突部が当接している防振材の被当接面部が床材に作用する荷重に応じて弾性変形し、該弾性変形により荷重受け部材の突部が防振材に沈み込むことで荷重受け部材の押圧部が防振材の被押圧面部を押圧するようにし、かつ、
荷重受け部材を、その本体部分を形成する荷重受け部材本体と、前記突部を形成する突部形成体とにより構成し、突部形成体を防振材の被当接面部に当接状態で固着して防振材と突部形成体との積層体を構成し、突部形成体を磁石で構成する一方で、荷重受け部材本体を磁性体で構成し、突部形成体と荷重受け部材本体との間に作用する磁力で積層体を荷重受け部材本体に接着することを特徴とする床防振装置。 - 防振材の材質としては、固有振動数が7〜15Hzで、減衰比が0.12〜0.18のエラストマーを用いることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の床防振装置。
- 防振材における被当接面部及び被押圧面部の合計面積に対する被当接面部の面積の割合を、20〜50%とすることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の床防振装置。
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