JPH06105002B2 - 振動吸収パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、振動吸収パネルに関し、詳しくは、集合住宅
等の建築物の床や天井に施工されたり、或いは機械の基
礎部分に施工されたりして、建築物や機械等の振動を吸
収するための振動吸収パネルに関する。

（従来の技術） 建築物における上階床での子供の飛び跳ね等の衝撃力に
よる床スラブの振動は、床衝撃音として階下に伝わって
生活騒音の問題となり、また、工場等における機械の振
動は、機械振動音として周囲に伝わって作業環境及び周
辺環境の悪化の問題となる。このため、上階床や機械か
ら発生する振動を効果的に吸収することが望まれてい
る。

そこで、本願出願人は、先に特開昭62−90465号公報に
おいて、第６図に示すような、中空部ａを形成した中空
パネルｂの前記中空部ａ内に、弾性体ｃを介して該中空
部内で振動する高密度体ｄを設けてなる振動吸収パネル
を提案した。

この振動吸収パネルは、集合住宅等の建築物のコンクリ
ート製床スラブの上に敷設されたり、工場等でこのパネ
ル上に機械等を載置したりして、コンクリート製床スラ
ブや機械が振動する場合に、中空部内の高密度体を振動
させて床スラブや機械の振動エネルギーを減衰させ、こ
れにより、階下に伝わる床衝撃音や機械基礎から発生す
る振動音を減少させようとするものである。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、前記振動吸収パネルの下方において施工され
るコンクリート製床スラブは、その厚さ、使用するコン
クリートの種類或いはその下側で施工される梁の間隔等
の条件によって振動特性が異なり、例えば、その厚さが
薄い場合には固有振動数が低く、その厚さが厚い場合に
は固有振動数が高くなる。具体的には、集合住宅におけ
る4m×5m（20m²）の部屋に施工される普通コンクリート
製床スラブの場合において、スラブ厚が130mmの場合に
は固有振動数は25Hzで、スラブ厚が150mmの場合には固
有振動数は40Hzで、スラブ厚が170mmの場合には固有振
動数は60Hz程度が通常である。

このようにコンクリート床スラブは種々の条件によって
固有振動数が異なり、また、機械もその種類によって固
有振動数が異なる。このように固有振動数が異なる場合
において、中空部内の高密度体の固有振動数が、床スラ
ブや機械の固有振動数と近似しておれば振動吸収の効果
は高いが、互いの振動数が大きく異なっている場合に
は、振動吸収の効果は小さくなってしまう。従って、従
来構造の振動吸収パネルによると、設置される条件によ
って振動吸収の効果が異なってしまうため、高密度体と
弾性体による動吸振系の固有振動数が異なる多種類の振
動吸収パネルを予め準備しておく必要があるという問題
があった。

前記に鑑みて、本発明は、動吸振系の固有振動数を設置
条件に合わせて調整できるようにし、これにより、設置
条件に合致した適切な固有振動数を設定して、常に高い
振動吸収性能を発揮できるようにすることを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明は、高密度体に振動
を与える弾性体を中空パネルの外方から適宜圧縮して、
この弾性体のばね定数を中空パネル内で変化させ、これ
により高密度体の固有振動数を調整するものである。

具体的に本発明の講じた解決手段は、中空部を形成した
中空パネルの前記中空部内に、弾性体を介して該中空部
内で振動する高密度体を設けてなる振動吸収パネルを前
提とし、この振動吸収パネルに、前記弾性体の圧縮度を
変化させて該弾性体のばね定数を可変するばね定数調整
機構が設けられている構成とするものである。

（作用） 前記の構成により、ばね定数調整機構により弾性体を圧
縮する程度を増大させると、弾性体は一般に応力に対し
て非線形の歪み特性を有するために、圧縮度の増大に伴
ってばね定数が増大する。このとき、弾性体のばね定数
Ｋとこれによって支持される高密度体の質量Ｍで構成さ
れる動吸振系の固有振動数ｆは、振動の理論式から の関係にあるので、弾性体のばね定数Ｋを増大させるこ
とにより、動吸振系の固有振動数ｆを高く設定すること
ができる。また、逆に、ばね定数調整機構により弾性体
を圧縮する程度を減少させると、弾性体のばね定数Ｋが
減少して、弾性体と高密度体よりなる動吸振系の固有振
動数ｆを低く設定することができる。

従って、前記のようにして弾性体の圧縮度を変化させる
ことにより、弾性体と高密度体による動吸振系の固有振
動数を、設置される床スラブや機械等の固有振動数と近
似させたり、或いは、振動吸収を行ないたい振動数に合
わせる等して、振動吸収パネルで吸収される振動数の範
囲を自由に選定できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係る衝撃吸収パ
ネルＡの断面構造を示す。１は矩形状の中空パネルであ
って、セメント系板、ケイ酸カルシウム板、ALC板、石
膏板、パーティクルボード、ファイバーボード、合板、
木質セメント板、ゴム板等よりなり、押出し、流込み或
いは組立て等の方法によって、中空パネル１の長さ方向
に貫通する中空部11が幅方向に略等間隔に設けられてい
る。

そして、前記中空部11内には、グラスウールマットや合
成繊維のフェルト等の繊維質材料よりなる弾性体2,
2′、発泡ゴムや発泡プラスチック等の発泡体よりなる
弾性体、或いは、ゴム製、樹脂製、金属製のばね材の弾
性体が、上下２層に配して装着されている。

弾性体2,2′の内部には、鉄や鉛等の金属或いは岩石等
の鉱物等よりなり、中空パネル１本体の材料よりも密度
が大きい帯板状或いは棒状の高密度体３が配設されてい
る。この場合、高密度体３は、弾性体2,2′が板状やマ
ット状の場合には、その内部に埋設或いは上下から弾性
体2,2′で挟持させて設けられ、弾性体2,2′がばね材の
場合には、このばね材によって上下方向から挟持させて
おく。

従って高密度体３は、中空パネル１の表面部12に振動が
加わると、その上下に設けた弾性体2,2′を介して中空
パネル１の内部で上下振動する。このため、中空パネル
１の表面部12に衝撃力が加わると、中空パネル１は上下
方向に振動しようとするが、中空部11内の高密度体３は
慣性により元の位置に留まろうとするので、弾性体2,
2′は変形する。そして、このように弾性体2,2′を変形
させるために、中空パネル１に加わった衝撃エネルギー
が弾性体2,2′を変形させるエネルギーに消費されるの
で、中空パネル１を振動させるエネルギーが小さくな
り、中空パネル全体の振動が減衰される。

上層の弾性体２の上方には、金属或いは硬質プラスチッ
ク等の硬質材料よりなる帯状の押圧板４が、上層の弾性
体２の上面に当接するように配置される一方、この押圧
板４の上方における中空パネル１の表面部12には円筒状
のナット５が嵌着されており、押圧板４の上面はナット
５に螺合したボルト６の先端に当接している。このよう
にすることにより、ボルト６を正方向に回転すると、第
２図に示すように、ボルト６の先端は押圧板４を介して
弾性体2,2′を圧縮し、これに伴って、弾性体2,2′のば
ね定数k₁，k₂を各々増大させることができ、また、ボル
ト６を逆方向に回転すると、弾性体２の圧縮度が小さく
なって弾性体２のばね定数k₁，k₂を各々を減少させるこ
とができ、以上説明した押圧板４、ナット５及びボルト
６により、弾性体2,2′の圧縮度を変化させて該弾性体
2,2′のばね定数を可変するばね定数調整機構７が構成
されている。

以下、弾性体2,2′のばね定数k₁，k₂と、高密度体３に
よる動吸振系の固有振動数f₁との関係について説明す
る。

高密度体３の質量をｍとし、該高密度体３の上下に設け
た弾性体2,2′のばね定数k₁，k₂としたとき、中空パネ
ル１内部の動吸振系の固有振動数f₁（Hz）は、 で表される。従って、質量ｍが10kg/m²の高密度体３を
用い、ボルト６を締付けて弾性体2,2′を圧縮し、これ
により弾性体2,2′のばね定数k₁，k₂を次のようにする
と、高密度体３の上下方向の固有振動数f₁は理論上次の
値となる。すなわち、 k₁＋k₂＝0.2×10⁶N/m³にすると、 f₁＝23Hzとなり、 k₁＋k₂＝0.5×10⁶N/m³にすると、 f₁＝37Hzとなり、 k₁＋k₂＝1.0×10⁶N/m³にすると、 f₁＝50Hzとなる。

このようにして、弾性体2,2′の圧縮度を変化させるこ
とにより、中空パネル１内部の動吸振系の固有振動数f₁
を、床スラブの固有振動数f₂（例えば20Hz或いは60Hz）
に近似した振動数に設定して用いることができる。

第３図は前記実施例の変形例を示し、この変形例では、
弾性体2,2′は高密度体３の長さ方向に対して断続的に
配置されている。このようにすると、圧縮前の弾性体2,
2′全体として高密度体３に働く実効ばね定数を小さく
して、固有振動数を予め低い振動数に設定しておくとこ
とができるので、低周波数の固有振動を吸収する場合に
低周波数域での調整範囲を大きくできる利点がある。し
かも、高密度体３を長さ方向に対して断続的に支持させ
ているので、支持されていない部分での振動が大きくな
って、振動吸収効果を大きくすることができる。

また、例えば、単位面積当たりの静的ばね定数が１×10
⁶〜８×10⁶N/m³であるグラスウールマット（密度:24〜1
00kg/m³）よりなる弾性体2,2′を用いる場合には、この
変形例のように、弾性体2,2′を部分的に配置して高密
度体３に作用する実効ばね定数を小さくしておくと、集
合住宅の床スラブのように低い固有振動数を持つ構造体
の振動を良好に吸収できるようになり好ましい。

第４図は例えば集合住宅のコンクリート製床スラブＢの
上に、振動吸収パネルＡを施工した状態の一例を示した
ものであって、コンクリート製床スラブＢの上にグラス
ウールマット等よりなる緩衝材Ｃが敷設され、この緩衝
材Ｃの上に複数の振動吸収パネルＡが敷設され、さら
に、これら振動吸収パネルＡの上には適宜捨張り材等の
床部材Ｄを介してカーペットや木質フロア等よりなる床
仕上げ材Ｆが敷設されている。このようにして、振動吸
収パネルＡを敷設する場合、コンクリート製床スラブＢ
の厚さが厚い場合には、この床スラブＢの固有振動数f₂
が高いので、弾性体2,2′を予め多く圧縮して弾性体2,
2′のばね定数k₁，k₂を大きくすることにより高密度体
３とからなる動吸振系の固有振動数f₁を高く設定して敷
設し、逆に、コンクリート床スラブＢの厚さが薄い場合
には、床スラブＢの固有振動数f₁が低いので、弾性体2,
2′を余り圧縮せずに弾性体2,2′のばね定数k₁，k₂を低
く設定することにより動吸振系の固有振動数f₁を低く設
定して敷設する。

第５図は、機械Ｅの基礎部分に振動吸収パネルＡを施工
する場合の方法を示したものであって、背の低いハット
状の土台Ｆの上に振動吸収パネルＡが敷設され、この振
動吸収パネルＡの上に機械Ｅが載置されている。この場
合、弾性体２を圧縮する程度については、高密度体３の
固有振動数f₁が、例えばモータの駆動に伴って機械Ｅが
振動する場合の固有振動数f₃と大略合致するようにす
る。また、このように機械Ｅの基礎部分に施工する場合
には、振動吸収パネルＡの外周から弾性体２の圧縮度を
変化させられるので、予め高密度体３の固有振動数f₁を
調節しておかなくても、機械Ｅを載置し、運転した後
に、振動吸収パネルＡの振動が最も少なくなるように、
機械の設置状態や運転状態に応じて高密度体３の固有振
動数f₁を調整できる。

なお、本発明の振動吸収パネルは前記の使用例に限られ
るものではなく、建築物にあっては、各種床パネルを初
め、壁パネル、天井パネル等に用いてもよく、また、車
両の床材や橋梁の部材等多方面の用途に用いて、振動に
起因する各種の弊害を除去することができるものであ
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る振動吸収パネルによる
と、ばね定数調整機構によって弾性体の圧縮度を変化さ
せることにより、高密度体と弾性体とからなる動吸振系
の固有振動数を調節自在としたものであるので、動吸振
系の固有振動数を、振動吸収パネルが設置される床、或
いは、載置される機械等の各々の固有振動数と近似させ
て用いることができる。このため、本発明によると、振
動特性の異なる施工現場や機械基礎等に対して、その振
動特性に会わせ吸収する振動数を調整すればよく、常に
高い理想的な振動吸収性能を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例である振動吸収パ
ネルを示し、第１図は弾性体を圧縮される前の状態の断
面斜視図、第２図は弾性体が圧縮された後の状態の断面
斜視図、第３図は前記振動吸収パネルの変形例の断面斜
視図、第４図及び第５図は前記振動吸収パネルの施工例
を示し、第４図はコンクリート製床スラブ上に敷設され
た場合の断面図、第５図は機械を載置した場合の斜視
図、第６図は従来構造の振動吸収パネルの断面図であ
る。 Ａ……振動吸収パネル １……中空パネル 2,2′……弾性体 ３……高密度体 ４……押圧板 ５……ナット ６……ボルト ７……ばね定数調整機構 11……中空部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空部を形成した中空パネルの前記中空部
   内に、弾性体を介して該中空部内で振動する高密度体を
   設けてなる振動吸収パネルにおいて、前記弾性体の圧縮
   度を変化させて該弾性体のばね定数を可変するばね定数
   調整機構が設けられていることを特徴とする振動吸収パ
   ネル。