JP6917738B2 - 積層制振構造 - Google Patents

Description

本発明は、積層制振構造に関する。

下記特許文献１には、制振層と粘着層とが交互に積層された積層成形物の表面に拘束層を貼り合わせ、積層成形物をせん断変形させて振動エネルギーを吸収する制振成形物が開示されている。

特開２００３−２７８８３２号公報

上記特許文献１の制振成形物では、制振層を厚くすれば制振効果を高めることができる。しかし、制振層を厚くすると場所をとる。このとき、例えば制振成形物を床材として用いた場合、床が厚くなる分天井高が低くなり、居住性に影響を与える。また制振層は一般的に高価であるため、制振層を厚くすると費用が嵩む。

本発明は、上記事実を考慮して、振動低減性能を確保しつつ制振層を薄くできる積層制振構造を提供することを目的とする。

請求項１の積層制振構造は、複数の板材におけるそれぞれの両面に前記板材より柔らかい制振層が積層された積層体と、前記制振層の外面を拘束する拘束部材と、を有し、前記制振層はそれぞれ複数層とされ、前記複数層の各層は異なる種類の材料が互いに貼り合わされたシート材で形成され、前記シート材は、紙の両面に樹脂層を貼り合わせて形成されている。

請求項１に記載の積層制振構造では、制振層は、例えば、板材がｎ＝１枚の場合は２層構造、板材がｎ＝２枚の場合は３層構造となる。すなわち、制振層が複数構成される。そして、制振層の外面は拘束部材で拘束されている。

この積層制振構造では、板材を挟んで板材より柔らかい制振層を配置することで、曲げ振動モードが作用したときに、制振層が板材に対してずり変形し、せん断ひずみエネルギーによる振動減衰力を発生する。

この積層制振構造は、各制振層の厚みの合計と等しい厚みを持つ制振層を１層しか備えない積層制振構造と比較して、制振層のずり変形の総和が大きくなる。このため、本発明の積層制振構造の振動低減性能は、制振層が１層とされた積層制振構造と比較して大きい。換言すれば、１層の制振層よりも厚さが薄い制振層で、同等の振動低減性能を発揮させることができる。

一態様の積層制振構造は、前記制振層はそれぞれ複数層とされている。

一態様の積層制振構造では、板材の両面に配置された制振層のそれぞれが、複数層とされている。このため曲げ振動モードが作用したときに、制振層における各層同士がずり変形する。このため振動減衰効果を高めることができる。

一態様の積層制振構造は、前記複数層の各層は異なる種類の材料が互いに貼り合わされたシート材で形成されている。

一態様の積層制振構造では、複数層の各層がシート材で形成されている。そしてこのシート材は、異なる種類の材料が互いに貼り合わされて形成されている。このため、制振層の各層を構成する材料がバラバラの場合（一方の層と他方の層とが互いに貼り合わされていない等、何らかの手段により接合されてない状態）と比較して、制振層の各層を板材の両面に配置する際の手間を削減できる。また、異なる種類の材料の一部を、例えば磁気遮蔽機能を持った機能性材料等にすることで、振動低減効果と異なる機能を制振構造に付加することができる。
請求項２の積層制振構造は、ｎ枚の板材の両面に前記板材より柔らかい制振層が積層された積層体と、前記制振層の外面を拘束する拘束部材と、を有し、前記制振層はそれぞれ複数層とされると共に、前記複数層の各層は異なる種類の材料が互いに貼り合わされたシート材で形成され、前記シート材は、紙の両面に樹脂層を貼り合わせて形成されている。
一態様の制振構造は、前記シート材は、紙の両面に樹脂層を貼り合わせて形成されている。

請求項３の積層制振構造は、請求項１又は２の積層制振構造において、前記拘束部材が板状に形成され、前記制振層と前記板材とが接合され、前記制振層と前記拘束部材とが接合されている。

請求項３の積層制振構造では、拘束部材を板状に形成し、制振層と板材及び制振層と拘束部材とをそれぞれ接合して積層制振構造を搬送容易なパネル部材とすることで、仮囲い、遮音壁、床材、天井材等の様々な用途に使用できる。

請求項４の積層制振構造は、請求項１又は２の積層制振構造において、前記拘束部材がスラブコンクリート又は壁コンクリートである。

請求項４の積層制振構造によると、制振性能を持たせる構造物の部材の一部を拘束部材として利用することで、積層制振構造の部材を削減し、製造費用を低減できる。

本発明に係る積層制振構造によると、振動低減性能を確保しつつ制振層が１層とされた積層制振構造と比較して制振層を薄くできる。

本発明の第１実施形態に係る積層制振構造を適用した制振材の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る積層制振構造を適用した制振材の効果を説明する断面模式図であり、（Ａ）は制振層が１層とされた比較例に係る制振材の変形前後の形状を示し、（Ｂ）は制振層が２層とされた実施例に係る制振材の変形前後の形状を示し、（Ｃ）は（Ｂ）よりも制振層の外面を拘束する拘束板の厚みが薄く形成された実施例に係る制振材の変形前後の形状を示し、（Ｄ）は（Ｂ）と拘束板の剛性が異なる実施例に係る制振材の変形前後の形状を示す。 本発明の第２実施形態に係る積層制振構造が適用されたスラブを示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る積層制振構造が適用された床材を示す部分断面図である。 （Ａ）は制振層を備えない比較例の鋼板を示し、（Ｂ）は制振層が単層とされた比較例の制振鋼板を示し、（Ｃ）は制振層が２層とされた実施例の制振鋼板を示す。 鋼板、制振層が単層とされた制振鋼板及び制振層が２層とされた制振鋼板の制振性能試験結果を示すグラフであり、横軸が振動数を、縦軸がアクセレランスを示す。 鋼板、制振層が２層とされた制振鋼板の制振性能試験結果を示すグラフであり、横軸が時間を、縦軸が加速度を示す。 本発明の実施形態に係る積層制振構造の変形例を示す部分断面図であり、（Ａ）は制振層の層数を第１実施形態の制振材よりも増やした例を示し、（Ｂ）は制振層の層数を第１実施形態の制振材よりも増やして制振材自体をスラブとして梁に架け渡した例を示し、（Ｃ）は第２実施形態の制振層と板材からなる積層体をコンクリートで挟んだ例を示し、（Ｄ）は（Ｃ）の積層体を構成する制振層と板材の層数を増やした例を示し、（Ｅ）は第３実施形態の積層制振構造が適用された床材をコンクリートの上に載置した状態を示し、（Ｆ）は（Ｅ）の床材を構成する制振材と板材の層数を増やした例を示している。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造における積層体を示す部分拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造が適用されたスラブを示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係る積層制振構造が適用された天井を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造においてシート材とベニヤ板との配置を入れ替えて制振性能を比較した結果を示すグラフであり、横軸が振動数を、縦軸がアクセレランスを示す。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造に用いるシート材、オレフィン系樹脂による制振材及び発泡ポリエチレンシートの制振性能を比較した結果を示すグラフであり、横軸が各試験体を、縦軸が振動低減効果及び試験体の固有振動数を示す。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造に用いるシート材の制振性能試験に用いた鋼製床を示す平面図である。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造に用いるシート材の制振性能試験に用いた試験体を示す断面図であり、（Ａ）は鋼製床のみで構成された比較例に係る試験体を示し、（Ｂ）は鋼製床の上にベニヤ板と制振層をそれぞれ１層配置した比較例に係る試験体を示し、（Ｃ）は鋼製床の上にベニヤ板と制振層をそれぞれ交互に２層配置した実施例に係る試験体を示し、（Ｄ）は鋼製床の上にベニヤ板と制振層をそれぞれ交互に４層配置した実施例に係る試験体を示し、（Ｅ）は鋼製床の上にベニヤ板と制振層をそれぞれ交互に８層配置した実施例に係る試験体を示す。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造に用いるシート材の制振性能試験結果を示すグラフであり、横軸が振動数を、縦軸がアクセレランスを示す。 本発明の第４実施形態に係る積層制振構造に用いるシート材と、磁気シールドシート材の制振性能を比較するグラフであり、横軸が振動数を、縦軸がアクセレランスを示す。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の積層制振構造が適用された制振材３０は、板材２２と板材２２の両面に配置された２枚の制振層３６とで構成される積層体３８と、積層体３８の両面にそれぞれ配置され、積層体３８の外面を拘束する２枚の拘束板３２と、を備えている。

板材２２はステンレス板で形成され、制振層３６よりも高剛性とされている。なお、板材２２を形成する板状材料としては、ステンレス板の他、例えば鉛やアルミなどの金属板、合板・パーティクルボード・ＭＤＦなどの木質板、石膏ボード・ケイ酸カルシウム板・フレキシブルボードなどの不燃性石質板、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）・炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの繊維強化プラスチック板、高硬度ゴム板などを用いることができ、制振層３６よりも高剛性の素材であればよい。

制振層３６はシート状に成形したエラストマーで形成され、板材２２と接着固定されている。また、制振層３６は、板材２２と厚みが等しい。なお、制振層３６を形成するエラストマーとしては、天然ゴム、合成ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。また、エラストマーに代えてアスファルト系材料、ナノコンポジットゲルや高分子ハイドロゲルなどの高分子材料を用いることもできる。ナノコンポジットゲルや高分子ハイドロゲルなどの含水量が大きな材料を用いることで、耐熱効果を得ることができる。

拘束板３２は板材２２と厚みの等しいステンレス板とされ、積層体３８の両面、すなわち積層体３８を構成する外側の制振層３６の表面に接着固定されている。これにより、拘束板３２と積層体３８とで、パネル状の制振材３０を構成している。なお、本実施形態において拘束板３２は板材２２と同じ構成とされているが、板材２２と異なる厚みで形成してもよいし、異なる材質でもよい。拘束板３２を形成する材料としては、板材２２と同様、制振層３６よりも高剛性の素材であればよい。なお、拘束板３２は、本発明における拘束部材の一例である。

制振材３０の製造方法は、一例として、拘束板３２の表面に接着剤を均一に塗布した後に制振層３６を載置し、この制振層３６の表面に接着剤を塗布して板材２２を載置する。その後、制振層３６、拘束板３２を順に接着剤を塗布しながら積層し、最終的に両側から圧力をかけて圧着固定する。

なお、各部材同士は接着により接合されていなくてもよい。例えば各部材同士は接着剤を用いずに積層し、積層後に外側にある拘束板３２同士をタッカーやリベットを用いて接合してもよいし、積層後に拘束板３２同士を枠材で挟み込んで固定してもよい。つまり、制振層３６と板材２２及び制振層３６と拘束板３２とが何らかの方法でバラバラにならないように接合されていればよい。

また、本実施形態においては制振層３６が２枚のシート状エラストマーで形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、容器に収容され、熱を加えて融解させた樹脂材料に板材２２を沈め、板材２２を引き上げて、自重で樹脂材料を落下させ、板材２２の両面に付着した樹脂材料を常温下で凝固させることにより、制振層３６を形成してもよい。この場合、制振層３６は板材２２全体を被覆するように形成される。

また、制振層３６と板材２２とで形成された積層体３８の外面に拘束部材を形成する方法として、積層体３８を、常温下での剛性が制振層３６よりも高い材料を溶かした液体に沈め、積層体３８を引き上げて、積層体３８の両面に付着した材料を常温下で凝固させることにより、拘束板３２を形成してもよい。このように融解材料に沈めて凝固させる製造方法によると、板材２２を芯材として、２層の制振層３６あるいは２層の拘束板３２を一度に形成することができるので、制振材３０の製造効率が高い。

また、本実施形態において積層体３８は、１枚の板材２２の両面に２枚の制振層３６を設けているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば積層体３８は、図８（Ａ）に示すように、板材２２を複数積層させ、各板材２２の間に制振層３６を配置して構成することもできる。

（作用・効果）
第１実施形態に係る制振材３０は、「制振層３６と板材２２」、「制振層３６と拘束板３２」がそれぞれ接合されている。このため運搬時にバラバラにならない。したがって、制振材３０は、例えば建物の壁、床、天井などの仕上げ材や下地材として用いることができるほか、建設現場の仮囲い、高速道路の遮音壁など、制振材３０自体を構造体として用いることもできる。あるいは、プレス加工して洗濯機や自動車などのボディ材として用いることもできる。

なお、制振材３０は、人力で揚重できる程度の重量・厚み・大きさのものから、クレーンなどで吊下することが必要なものまでを含む。このため例えば図８（Ｂ）に示すように、制振材３０自体をスラブとして構成し、梁１０１に架け渡すものとすることもできる。

第１実施形態の制振材３０の制振効果を、制振層の数又は板材の材質を変えたものと比較して説明する。詳細は以下に記すが、図２（Ａ）に示された制振材４２は制振層３４が１層とされており、図２（Ｂ）に示された制振材３０は制振層３６が２層とされ、制振層３６の間に板材２２が配置されている。また、図２（Ｃ）に示された制振材４８は板材２２と異なる材質の板材３５を備えている。

なお、以下の説明における制振層３４、３６はエラストマーとされ、拘束板３１、３２はステンレス板とされている。

図２（Ａ）には、制振材４２を曲げ変形させた場合の、変形前と変形後の形状が模式的に示されている。なお、曲げ変形が振動として入力される場合、図２（Ａ）に示された変形と、この変形と逆方向の変形とが周期的に繰り返される。後述する図２（Ｂ）、（Ｃ）についても同様である。

制振材４２は、制振層３４が１層とされ、制振層３４の両面に拘束板３２が接着された、従来の制振材である。

この制振材４２を曲げ変形させた際には、上下の拘束板３２は、それぞれ略同形状に変形する。例えば図２（Ａ）に示す方向の変形では、拘束板３２は中立軸３２Ａよりも上側が伸び変形し、下側が縮み変形する。このとき、下側の拘束板３２の上面の変形に追随して、制振層３４の下面が図中に矢印で示した方向に伸び変形する。また、上側の拘束板３２の下面の変形に追随して、制振層３４の上面が図中に矢印で示した方向に縮み変形する。すなわち、制振層３４が上下の拘束板３２に対してずり変形し、せん断歪みエネルギーによる振動の減衰効果を得ることができる。なお、このときのせん断歪みを歪み量ε１とする。

図２（Ｂ）には、第１実施形態の制振材３０を曲げ変形させた場合の、変形前と変形後の形状が模式的に示されている。制振材３０では、制振層３６が２層とされ、２層の制振層３６の間に板材２２が接着されて積層体３８を構成している。さらに、積層体３８の両面に拘束板３２が接着されて、制振材３０が構成されている。板材２２は拘束板３２と同一の材質であり、制振層３６の厚みはそれぞれ、制振材４２に使用されている制振層３４の厚みの半分とされている。すなわち、制振材３０に使用されている２層の制振層３６の厚みの合計は、制振材４２に使用されている１層の制振層３４の厚みと等しい。

この制振材３０を曲げ変形させた際には、板材２２と拘束板３２は、それぞれ略同形状に変形する。例えば図２（Ｂ）に示す方向の変形では、中立軸２２Ａ、３２Ａよりも上側が伸び変形し、下側が縮み変形する。このとき、板材２２の上面及び拘束板３２の上面の変形に追随して、２層の制振層３６の下面がそれぞれ図中に矢印で示した方向に伸び変形する。また、板材２２の下面及び拘束板３２の下面の変形に追随して、２層の制振層３６の上面がそれぞれ図中に矢印で示した方向に縮み変形する。すなわち、制振層３６にはせん断歪みが発生し、その結果、振動の減衰効果を得ることができる。なお、このときのせん断歪みを歪み量ε２とする。

ここで、制振材３０と、上述した制振材４２とを比較すると、制振材３０は制振層３６が板材２２を挟んで２層で形成されているのに対し、制振材４２は制振層３４が１層で形成されている。この２層の制振層３６の歪み量の合計、すなわち歪み量の和（ε２＋ε２）は、制振材４２における制振層３４の歪み量ε１よりも大きい。より具体的には、制振材３０における制振層３６の歪み量ε２は、制振材４２における制振層３４の歪み量ε１とほぼ等しく、２層の制振層３６の歪み量の和（ε２＋ε２）は、制振層３４の歪み量ε１のほぼ２倍となる。

このため、第１実施形態の制振材３０は、制振層３６の厚みの合計と等しい厚みを有する制振層３４を１層しか備えない制振材４２よりも、振動低減性能が高い。また、振動低減性能を等しくする場合、制振層が１層の場合よりも、制振層を２層にした場合の方が、制振層の合計の厚みを小さくすることができる。すなわち、制振層の総数を増やせば、振動低減性能を確保しつつ積層制振構造の厚みを小さくすることができる。

また、図２（Ｃ）には、第１実施形態の変形例である制振材４８を曲げ変形させた場合の、変形前と変形後の形状が模式的に示されている。制振材４８は、制振層３６に挟まれた板材３５の剛性及び制振層３６との拘束方法が、図２（Ｂ）に示した制振材３０において制振層３６に挟まれた板材２２と異なる。図２（Ｃ）に示すように、板材の剛性や拘束板に対する制振層の拘束条件などによっては、制振材に曲げ変形を加えた際に、拘束板と板材同士が相対的に水平移動（図２（Ｃ）にσ３で示す距離）することがある。このように、拘束板と板材が不規則に変形しても制振層はずり変形するので、振動の減衰効果を得ることができる。

［第２実施形態］
図３に示すように、第２実施形態の積層制振構造は、デッキプレート５８の上部にコンクリート６２を打設して形成されるデッキスラブ６０に適用される。
デッキスラブ６０は、波型に形成されたデッキプレート５８と、デッキプレート５８の谷部に載置され、板材５２と板材５２の両面に配置された２枚の制振層５４とで構成された積層体５６と、積層体５６の上に打設されたコンクリート６２と、を備えている。なお、デッキプレート５８及びコンクリート６２は、本発明における拘束部材の一例である。

デッキプレート５８は亜鉛メッキにより防錆処理された波型鋼板で、建物の梁に架け渡されて、デッキスラブ６０及びデッキスラブ６０の上に載置される物品等の荷重を支持している。

板材５２はステンレス板で形成され、デッキプレート５８の谷部に配置するために短冊状に細長く切断加工されている。板材５２は制振層５４よりも高剛性とされている。なお、板材５２を形成する板状材料は、第１実施形態の板材２２と同様の材質とすることができる。

制振層５４は、シート状に成形したエラストマーで形成され、デッキプレート５８の谷部に配置するために短冊状に細長く切断加工されている。制振層５４を形成する材料としては、第１実施形態の制振層３６と同様の材質とすることができる。

なお、図３において板材５２、制振層５４はデッキプレート５８の内側面５８Ａに対して隙間なく配置されているが、実施形態はこれに限られず、施工性を考慮して隙間を設けて配置することができる。

あるいは、板材５２を融解させた樹脂材料に沈めて引き上げ、板材５２の両面に付着した樹脂材料を常温下で凝固させることにより、板材５２全体を被覆するような制振層５４を形成してもよい。このようにして形成された積層体５６をデッキプレート５８の谷部に配置することによっても、振動の減衰効果を得ることができる。

本実施形態における積層制振構造の施工方法は、一例として、デッキプレート５８を建物の梁の上に架け渡した後、デッキプレート５８の谷部に制振層５４、板材５２、制振層５４を順に重ねて配置する。この際、デッキプレート５８と制振層５４、及び、板材５２と制振層５４は、コンクリート６２の荷重により互いに密着できるため、互いに接着しない。次に、デッキプレート５８の上部に配筋し（図示略）、コンクリート６２を打設する。なお、工場などでデッキプレート５８に予め配筋されている場合は、配筋作業は省略することができる。

（作用・効果）
第２実施形態に係る積層制振構造は、制振対象であるデッキスラブ６０を構成するデッキプレート５８及びコンクリート６２を、制振層５４の外面を拘束する拘束部材として用いている。デッキプレート５８と制振層５４、板材５２と制振層５４は、コンクリート６２の荷重により互いに密着するため、摩擦力によって制振層５４の外面は拘束される。このため、デッキプレート５８と制振層５４とを接着する手間を削減することができ、板材５２と制振層５４とを接着する手間を削減することができる。

また、デッキスラブ６０に例えば重量物が落下して振動が加えられた場合、デッキスラブ６０は微小に曲げ変形する。曲げ変形が最も大きい箇所は、デッキスラブ６０の中立軸６０Ａから最も離れたデッキプレート５８の谷部であるが、本実施形態においては、この谷部に沿って、板材５２と制振層５４とで構成された積層体５６が配設されている。このため、本実施形態における積層制振構造は効率よく振動を低減し、重量物の落下に伴う衝撃音が階下に伝わることを抑制できる。

なお、本実施形態において積層体５６はデッキプレート５８の谷部に配置されているが本発明の実施形態はこれに限られず、例えば図３に点線で示した山部に配置してもよいし、デッキプレート５８の形状に沿うように波型に配置してもよい。

また、第２実施形態に係る積層制振構造は、積層体５６が、拘束部材としてのデッキプレート５８及びコンクリート６２に挟まれた構成としたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図８（Ｃ）に示すように、積層体５６は両面をコンクリート６２に挟まれた構成としてもよい。このように、積層体５６の両面がコンクリート６２に挟まれた構成は、スラブの他、例えば設備基礎に適用して設備の振動を低減したり、機械室周囲の壁体に適用して機械室の騒音を低減することができる。

また、積層体５６の構成についても、１枚の板材５２と２枚の制振層５４とによる構成に限られず、図８（Ｄ）に示すように、板材５２を複数積層させ、各板材５２の間に制振層５４を配置して構成することもできる。

［第３実施形態］
図４に示すように、第３実施形態の積層制振構造は、コンクリートのスラブ６４に配置された支持脚６６の上に敷設する床材６８に適用される。

床材６８は、支持脚６６の上に敷設する下地材７８と、下地材７８の上に載置され、板材７２と板材７２の両面に配置された２枚の制振層７４とで構成された積層体７６と、積層体７６の上に載置されたフローリング材８０と、を備えている。なお、下地材７８及びフローリング材８０は、本発明における拘束部材の一例である。

板材７２はステンレス板で形成され、制振層７４は、シート状に成形したエラストマーで形成されている。板材７２、制振層７４はそれぞれ例えば５００ｍｍ角のタイル状に形成され、下地材７８の上部に制振層７４、板材７２、制振層７４の順に、施工現場で敷き詰められる。なお、板材７２と制振層７４とは、工場で予め接着して一体化し、この一体化された積層体７６を、現場で下地材７８の上部に敷き詰めてもよい。

なお、板材７２を形成する板状材料は、第１実施形態の板材２２と同様の材質とすることができる。また、制振層７４を形成する材料は、第１実施形態の制振層３６と同様の材質とすることができる。すなわち、制振層７４は、板材７２、下地材７８及びフローリング材８０よりも低剛性とされていればよい。

また、板材７２、制振層７４の形やサイズは特に限定されず、例えば９００ｍｍ×１８００ｍｍ程度の板状であってもよいし、二重床の平面形状に合わせて不定形状にカットされていてもよい。

下地材７８は、木材の小片を接着剤と混合し熱圧成型したパーティクルボードを用いて形成され、表面が粗面とされており、上部に載置される制振層７４との摩擦力が高められている。

フローリング材８０は、無垢の木材、樹脂、樹脂の表面に木材を貼り付けた複合材、コルクなどの材料により形成され、一定間隔でビス８１を用いて積層体７６を貫通して下地材７８に固定されている。なお、フローリング材８０の下に床暖房が敷設される場合や、フローリング材８０が畳やタイルとされている場合などは、ビス８１を用いない構成とすることができる。

（作用・効果）
第３実施形態に係る積層制振構造は、コンクリートのスラブ６４に配置された支持脚６６の上に床材６８を敷設した二重床に適用される。このため、上階で発生した騒音が階下に伝わることを抑制できる。また、フローリング材８０の下に、フローリング材８０よりも剛性の小さい（柔らかい）制振層７４が敷設されるので、歩行による足腰への負担を軽減し、また、転倒時の衝撃を緩和することができる。

なお、積層制振構造は、二重床に適用されるものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、図８（Ｅ）に示すように、下地材７８、支持脚６６を省略し、スラブ６４の上に積層体７６とフローリング材８０とを重ねて配置した構成（所謂直床フローリング）に適用することもできる。この場合、スラブ６４が拘束部材となる。

また、積層体７６の構成についても、１枚の板材７２と２枚の制振層７４とによる構成に限られず、図８（Ｆ）に示すように、板材７２を複数積層させ、各板材７２の間に制振層７４を配置して構成することもできる。

［第４実施形態］
第４実施形態に係る積層制振構造においては、図９に示すように、積層体１０６は板材１０２と、制振層１０４とを含んで構成されている。積層体１０６を上下から拘束する拘束部材については後述する。

それぞれの制振層１０４は、セルロース繊維を含有する中芯原紙１０８Ａの両面に、ポリエチレンを主成分とする樹脂層１０８Ｂを接着剤で貼り合わせて形成されたシート材１０８を、３層重ねて構成されている。シート材１０８は両面がそれぞれ凹凸を備えて形成され、上下に隣接するシート材１０８同士の間の摩擦力が高められている。また、板材１０２はベニヤ板（ＪＡＳ普通合板）とされている。なお、シート材１０８は、建設現場などで養生シートとして用いられる汎用品である。

積層体１０６は、図１０に示すように、ＣＬＴスラブ１１０とトップコンクリート１１２との間に配置されている。より詳細には、図１０に点線の囲み線で拡大部分を示したように、ＣＬＴスラブ１１０の上に拘束部材としての板材１０２が載置され、板材１０２の上に積層体１０６（７枚の板材１０２のそれぞれの両面に制振層１０４が配置されて形成された積層体）が載置され、積層体１０６の上に拘束部材としてのトップコンクリート１１２が打設されている。なお、これらのＣＬＴスラブ１１０、トップコンクリート１１２、積層体１０６を組み合わせたものを以下の説明においてはスラブ１００と称す。なお、ＣＬＴスラブ１１０の上に載置した板材１０２は省略することもできる。この場合、ＣＬＴスラブ１１０が拘束部材として機能する。

（作用・効果）
第４実施形態に係る積層制振構造は、制振層１０４が、それぞれシート材１０８を複数層（３層）積層させて形成されている。このため、スラブ１００に曲げ振動モードが作用したときに、制振層１０４における各シート材１０８同士がずり変形する。このため、各制振層１０４が単一層のシート材１０８で形成されている場合と比較して、振動減衰効果が高められている。

さらに、このシート材１０８は、中芯原紙１０８Ａの両面に樹脂１０８Ｂが貼り合わされて構成されている。このため、スラブ１００に曲げ振動モードが作用したときに、シート材１０８における中芯原紙１０８Ａと樹脂層１０８Ｂ（図９参照）とがずり変形する。このため、各シート材１０８が単一の材料で形成されている場合と比較して、振動減衰効果が高められている。

なお、本実施形態において各制振層１０４は、シート材１０８が３層配置されているが、本発明の実施形態はこれに限らず、２層以下又は４層以上でもよい。例えば１層の場合であっても、シート材１０８が中芯原紙１０８Ａと樹脂層１０８Ｂにより複数層の構成とされていれば、単一の材料を単一層で形成した制振層と比較して振動減衰効果を高めることができる。

また、シート材１０８は、中芯原紙１０８Ａの両面に樹脂層１０８Ｂを接着剤で貼り合わせて構成しているが、本発明の構成はこれに限らない。例えば中芯原紙１０８Ａを液状の樹脂に浸したり液状の樹脂を塗布した後で乾燥させることにより、中芯原紙１０８Ａを樹脂層１０８Ｂでコーティング（ラミネート）して構成してもよい。このようにすれば接着剤が不要になる。さらに、樹脂層１０８Ｂは、中芯原紙１０８Ａの両面ではなく片面のみに貼りあわせてもよい。

また、各制振層１０４が２層以上のシート材１０８で形成されていれば、それぞれのシート材１０８は、単一の材料で構成してもよい。この場合においても、単一の材料を単一層で形成した制振層と比較して振動減衰効果を高めることができる。

なお、本実施形態における制振層１０４の構成は、第１〜第３実施形態においても適用することができる。また、本実施形態における制振層１０４として、第１〜第３実施形態における制振層３６、５４、７４を適用することもできる。

［第５実施形態］
第５実施形態に係る積層制振構造においては、図１１に示すように、積層体１２６は板材１２２と、制振層１２４とを含んで構成されている。制振層１２４の構成は、図９に示す制振層１０４の構成と等しい。同様に、板材１２２の構成も図９に示す板材１０２の構成と等しい。

積層体１２６は、スラブ１２１と隙間を空けて形成された天井１２０において野縁１３４に固定された下地板１３２と、石膏ボード１３０との間に配置されている。より詳細には、野縁１３４に拘束部材としての下地板１３２が固定され、下地板１３２の下に積層体１２６（２枚の板材１２２のそれぞれの両面に制振層１２４が配置されて形成された積層体）が固定され、積層体１２６の下に拘束部材としての石膏ボード１３０が固定されている。積層体１２６の施工に当たっては、板材１２２、制振層１２４をタッカー等で仮止めしながら積層したのち、ビスを用いて板材１２２、制振層１２４を一体的に下地板１３２又は野縁１３４に固定する。

なお、本実施形態においては下地板１３２を拘束部材として用いているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば下地板１３２を設けず、積層体１２６を直接野縁１３４に固定してもよい。この場合、野縁１３４が拘束部材として機能する。このように、拘束部材は必ずしも板状の構成にする必要はなく、制振層よりも高剛性の素材により、制振層の外面を全体的又は部分的に拘束するものであればよい。

（作用・効果）
第５実施形態に係る積層制振構造によると、スラブ１２１と隙間を空けて形成された天井１２０に積層体１２６が設置される。これにより、スラブ１２１と天井１２０との間の隙間の空気の共振により上階で発生した騒音が下階へ伝達することを抑制できる。なお、積層体１２６における板材１２２の積層数は、例えば共振周波数などに合わせて適宜調整できる。

なお、本実施形態において積層体１２６はスラブ１２１と隙間を空けて形成された天井１２０に設置するものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らず、スラブ１２１に直接固定してもよい。

［性能試験］
本発明の実施形態にかかる積層制振構造の振動の減衰効果を実証するために、下記に示す試験（第１試験〜第５試験）を実施した。

第１試験では、まず、鋼板９０、制振鋼板９２、制振鋼板９４を用意する。制振鋼板９４は本発明の実施形態の一例であり、鋼板９０、制振鋼板９２は比較例である。図５（Ａ）に示すように、鋼板９０は厚み０．８ｍｍ、短辺の長さ１００ｍｍ、長辺の長さ２００ｍｍのステンレス製の板材である。また、図５（Ｂ）に示すように、制振鋼板９２は、厚み０．６ｍｍの制振層８４の両面に厚み０．４ｍｍのステンレス製の拘束板８２を接着して構成された、短辺の長さ１００ｍｍ、長辺の長さ２００ｍｍの制振材である。また、図５（Ｃ）に示すように、制振鋼板９４は、３層の制振層３６と制振層３６の間にそれぞれ配置された２枚のステンレス製の板材２２とが互いに接着されて構成された積層体３８と、積層体３８の両面に接着されたステンレス製の拘束板３２、とを備えた制振材である。制振層３６、板材２２、拘束板３２はそれぞれ厚み０．２ｍｍ、短辺の長さ１００ｍｍ、長辺の長さ２００ｍｍとされている。なお、制振層３６、８４は共にエラストマーとされている。

次に、各試験片の１方の短辺を固定して片持ち状態として、他方の短辺寄りの部分に加速度センサーを設置して、その近傍をインパルスハンマーで打撃した。そして、その際に発生した加速度［ｍ／ｓ^２］と加振力［Ｎ］を測定し、アクセレランス［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］を算出した。このアクセレランスの値が小さいほど、加振力に対して試験片に発生する加速度が小さいことを示すので、振動低減効果が高い。

図６のグラフには、振動数［Ｈｚ］とアクセレランス［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］との関係が鋼板９０、制振鋼板９２、制振鋼板９４毎に示されている。なお、図６では、鋼板９０を１点鎖線Ａ、制振鋼板９２を点線Ｂ、制振鋼板９４を実線Ｃで示している。図６に示された周波数域では、アクセレランスの最大値は、鋼板９０、制振鋼板９２、制振鋼板９４でそれぞれ約６０［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］、７．５［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］、４．５［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］となり、制振鋼板９４が最も振動低減効果が高い。

第１試験ではさらに、各試験片をインパルスハンマーで打撃して発生した加速度［ｍ／ｓ^２］の経時変化を測定した。図７のグラフには、加速度［ｍ／ｓ^２］と時間［秒］との関係が、鋼板９０、制振鋼板９４毎に示されている。なお、図７では、鋼板９０を１点鎖線Ａ、制振鋼板９４を実線Ｃで示している。図７に示されるように、制振鋼板９４は、鋼板９０と比較して、発生する加速度の最大値が小さく、減衰が早い。

このように、本発明の実施形態に係る積層制振構造によると、制振材が単層とされた積層制振構造と比較して、高い振動低減効果が得られる。また、振動低減性能を確保しつつ、制振層が単層とされた積層制振構造と比較して制振層を薄くできる。

次に第２試験で、試験体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの振動低減効果の比較を行った。ここで試験体２Ａは、短辺３００ｍｍ、長辺９００ｍｍ、厚さ２０ｍｍのパーティクルボードであり、本試験における比較例である。

試験体２Ｂは、試験体２Ａと同様のパーティクルボード上に、第４実施形態における厚み０．１５ｍｍのシート材１０８を３層（図９における制振層１０４）及び厚み４ｍｍのベニヤ板（ＪＡＳ普通合板）を１層積層させたものを８セット（すなわち、（３層＋１層）×８セット）重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体２Ｃは、パーティクルボード上に、シート材１０８を１２層及びベニヤ板を４層積層させたものを２セット（すなわち、（１２層＋４層）×２セット）重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体２Ｄは、パーティクルボード上に、シート材１０８を２４層及びベニヤ板を８層積層させた（すなわち、（２４層＋８層）×１セット）積層制振構造体である。

試験体２Ｂ、２Ｃ、２Ｄでは、積層されているシート材１０８の数及びベニヤ板の総数は等しいが、試験体２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの順に、各ベニヤ板間に挟まれるシート材１０８の単位枚数が少ない。

これらの試験体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの両端部を支持脚で支持し、中央部の裏面に設加速度センサーを設置して、中央部の表面をインパルスハンマーで打撃した。そして、その際に発生した加速度［ｍ／ｓ^２］と加振力［Ｎ］を測定し、アクセレランス［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］を算出した。

図１２に示すように、シート材１０８を用いた試験体２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは、シート材１０８を用いていない試験体２Ａと比較して、アクセレランスのピーク値が小さく、振動低減効果が高いことがわかる。また、試験体２Ｂと、試験体２Ｃ及び２Ｄとを比較すると、各ベニヤ板間に挟まれるシート材１０８の単位枚数が少ない試験体２Ｂのほうが、アクセレランスのピーク値が小さく、振動低減効果が高い。

次に第３試験で、試験体３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆの振動低減効果の比較を行った。ここで試験体３Ａは、第２試験における試験体２Ａと同様の短辺３００ｍｍ、長辺９００ｍｍ、厚さ２０ｍｍのパーティクルボードであり、本試験における比較例である。

試験体３Ｂは、厚み１ｍｍのオレフィン系樹脂で形成された制振材を１層及び厚み４ｍｍのベニヤ板を１層重ねたものを４セット重ね合わせた比較例である。

試験体３Ｃは、厚み０．１５ｍｍのシート材１０８を３層（図９における制振層１０４）及び厚み４ｍｍのベニヤ板（ＪＡＳ普通合板）を１層積層させたものを４セット（すなわち、（３層＋１層）×４セット）重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体３Ｄは、シート材１０８を３層及びベニヤ板を１層積層させたものを７セット（すなわち、（３層＋１層）×７セット）重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体３Ｅは、厚み１.５ｍｍの発泡ポリエチレンシートを３層及びベニヤ板を１層積層させたものを４セット（すなわち、（３層＋１層）×４セット）重ね合わせた比較例である。なお、発泡ポリエチレンシートは、シート材１０８と同様に、建設現場などで養生シートとして用いられる汎用品である。

試験体３Ｆは、発泡ポリエチレンシートを３層及びベニヤ板を１層積層させたものを７セット（すなわち、（３層＋１層）×７セット）重ね合わせた比較例である。

これらの試験体３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆについて、第２試験と同様の試験を行った。図１３には、各試験体３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆにおける固有振動数が折れ線グラフで、各試験体３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆにおける振動低減効果（各試験体におけるアクセレランスのピーク値から試験体３Ａにおけるアクセレランスのピーク値を引いた値）が棒グラフで示されている。

図１３の棒グラフに示すように、シート材１０８を用いた試験体３Ｃ、３Ｄは、シート材１０８を用いていない試験体３Ａと比較して、振動低減効果があることがわかる。また、シート材１０８を用いた試験体３Ｃ、３Ｄは、シート材１０８に代えて厚み１.５ｍｍの発泡ポリエチレンシートを用いた試験体３Ｅ、３Ｆと比較して、振動低減効果が高い。さらに、シート材１０８を用いた試験体３Ｃは、シート材１０８に代えて厚み１ｍｍのオレフィン系樹脂を用いた試験体３Ｂとほぼ同等の振動低減効果がある。シート材１０８の厚みは１枚あたり０．１５ｍｍであるため、試験体３Ｂと試験体３Ｃとを比較すると、試験体３Ｃのほうが少ない厚みで同等の振動低減効果を発揮できる。

次に第４試験で、試験体４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅの振動低減効果の比較を行った。ここで試験体４Ａは、図１４に示す鋼製の大梁１４０と、大梁１４０に架設された鋼製の小梁１４２と、で形成された略水平構面に敷設された、厚み３．２ｍｍの鋼製床１４４である。鋼製床の平面寸法は、図１４に示すＸ方向で約２４００ｍｍ、Ｙ方向で約６３００ｍｍとされている。

試験体４Ｂは、図１５（Ｂ）に示すように鋼製床１４４の上に厚み２．４ｍｍのベニヤ板１４６を載置し、ベニヤ板１４６の上に制振層１０４（厚み０．１５ｍｍのシート材１０８を３層）を載置し、制振層１０４の上に厚み２０ｍｍのパーティクルボード１４８を載置した比較例である。

試験体４Ｃは、図１５（Ｃ）に示すように鋼製床１４４の上に、ベニヤ板１４６及び制振層１０４を積層させたものを２セット重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体４Ｄは、図１５（Ｄ）に示すように鋼製床１４４の上に、ベニヤ板１４６及び制振層１０４を積層させたものを４セット重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体４Ｅは、図１５（Ｅ）に示すように鋼製床１４４の上に、ベニヤ板１４６及び制振層１０４を積層させたものを８セット重ね合わせた積層制振構造体である。

これらの試験体４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅに対し、所定の位置からゴムボールを自由落下した。そして、その際に発生した加速度［ｍ／ｓ^２］と加振力［Ｎ］を測定し、アクセレランス［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］を算出した。

図１６に示すように、制振層１０４（３層のシート材１０８）を用いた試験体４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅは、制振層１０４を備えない試験体４Ａと比較すると、振動低減効果があることがわかる。また、試験体４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅをそれぞれ比較すると、制振層１０４の総数が多いほど、より高い振動低減効果が得られることがわかる。

なお、本実施形態において、シート材１０８はセルロース繊維を含有する中芯原紙１０８Ａの両面にポリエチレンを主成分とする樹脂層１０８Ｂを貼りあわせたものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば中芯原紙１０８Ａに代えてアモルファス金属系薄帯を用い、樹脂層１０８Ｂとしてポリエチレン（ＰＥ）に代えてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いてもよい。このような磁気シールドシート材を用いることで、ずり変形による振動減衰効果のほか、磁気シールド効果を得ることができる。

この中芯原紙及びＰＥを用いたシート材１０８及びアモルファス金属系薄帯及びＰＥＴを用いた磁気シールドシート材による振動減衰効果を比較するため、第５試験を行った。

第５試験では、試験体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの振動低減効果の比較を行った。ここで試験体５Ａは、第２試験における試験体２Ａと同様の短辺３００ｍｍ、長辺９００ｍｍ、厚さ２０ｍｍのパーティクルボードであり、本試験における比較例である。

試験体５Ｂは、試験体５Ａと同様のパーティクルボード上に、厚み０．１５ｍｍのシート材１０８を３層（図９における制振層１０４）及び厚み４ｍｍのベニヤ板（ＪＡＳ普通合板）を１層積層させた積層制振構造体である。

試験体５Ｃは、パーティクルボード上に、シート材１０８を３層（図９における制振層１０４）及びベニヤ板を１層積層させたものを４セット（すなわち、（３層＋１層）×４セット）重ね合わせた積層制振構造体である。

試験体５Ｄは、試験体５Ｂのシート材１０８に代えて、磁気シールドシート材を用いた積層制振構造体である。

試験体５Ｅは、試験体５Ｃのシート材１０８に代えて、磁気シールドシート材を用いた積層制振構造体である。

試験体５Ｆは、パーティクルボード上に、シート材１０８を３層及びベニヤ板を１層積層させ、さらに磁気シールドシート材を３層及びベニヤ板を１層積層させた積層制振構造体である。

これらの試験体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの両端部を支持脚で支持し、中央部の裏面に加速度センサーを設置して、中央部の表面をインパルスハンマーで打撃した。そして、その際に発生した加速度［ｍ／ｓ^２］と加振力［Ｎ］を測定し、アクセレランス［（ｍ／ｓ^２）／Ｎ］を算出した。

図１７に示すように、シート材１０８に代えて磁気シールドシート材を用いた試験体５Ｄ、５Ｅ（何れも１点鎖線）は、シート材１０８及び磁気シールドシート材の何れも備えていない試験体５Ａ（点線）と比較してアクセレランスのピーク値が小さく、振動低減効果が高いことがわかる。

また、シート材１０８を用いた試験体５Ｂ（実線）と、シート材１０８に代えて磁気シールドシート材を用いた試験体５Ｄ（一点鎖線）の振動低減効果は近似している。また、シート材１０８を用いた試験体５Ｃ（実線）と、シート材１０８に代えて磁気シールドシート材を用いた試験体５Ｅ（一点鎖線）の振動低減効果は近似している。

また、シート材１０８及び磁気シールドシート材を複合して用いた試験体５Ｆの振動低減効果は、シート材１０８のみを用いた試験体５Ｃあるいは磁気シールドシート材のみを用いた試験体５Ｅと比較して振動低減効果は近似している。

これらの試験体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆを用いた第５試験により、アモルファス金属系薄帯及びＰＥＴを用いた磁気シールドシート材は中芯原紙及びＰＥを用いたシート材１０８と比較して遜色しない振動低減効果を備えていることがわかった。

２２、５２、７２、１０２ 板材
３６、５４、７４、１０４ 制振層
３３、３８、５６、７６、１０６ 積層体
２８ 拘束部材
３１、３２、３５ 拘束板（拘束部材）
３０、４６、４８ 制振材（積層制振構造）
５８ デッキプレート（拘束部材）
６０ デッキスラブ（積層制振構造）
６２ コンクリート（拘束部材）
６８ 床材（積層制振構造）
７８ 下地材（拘束部材）
８０ フローリング材（拘束部材）
１１２ トップコンクリート（拘束部材）
１３０ 石膏ボード（拘束部材）
１３２ 下地板（拘束部材）
１３４ 野縁（拘束部材）
１４６ ベニヤ板（拘束部材）
１４８ パーティクルボード（拘束部材）

Claims (4)

1. 複数の板材におけるそれぞれの両面に前記板材より柔らかい制振層が積層された積層体と、
   前記制振層の外面を拘束する拘束部材と、
   を有し、
   前記制振層はそれぞれ複数層とされ、
   前記複数層の各層は異なる種類の材料が互いに貼り合わされたシート材で形成され、
   前記シート材は、紙の両面に樹脂層を貼り合わせて形成されている、
   積層制振構造。
2. ｎ枚の板材の両面に前記板材より柔らかい制振層が積層された積層体と、
   前記制振層の外面を拘束する拘束部材と、
   を有し、
   前記制振層はそれぞれ複数層とされると共に、前記複数層の各層は異なる種類の材料が互いに貼り合わされたシート材で形成され、
   前記シート材は、紙の両面に樹脂層を貼り合わせて形成されている、
   積層制振構造。
3. 前記拘束部材が板状に形成され、前記制振層と前記板材とが接合され、前記制振層と前記拘束部材とが接合されている、請求項１又は２に記載の積層制振構造。
4. 前記拘束部材がスラブコンクリート又は壁コンクリートである請求項１又は２に記載の積層制振構造。
   

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