(57)【要約】  【課題】  先の特願２００３−４４７１０に開示した構造物床の防振工法と比して、振動伝達率を全体的に低減できると共に、複数の異なる振動数を有する加振力に対して個別に対処して効率よく防振効果を発揮することができる、構造物床の防振工法を提供する。  【解決手段】  構造物の床１を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリア２と、防振支持しない非防振エリア３との組み合わせで構成し、前記複数の防振エリア２は固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリア２から床下構造４へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリア３から床下構造４へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記複数の防振エリアは固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴とする、構造物床の防振工法。
【請求項２】
構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記複数の防振エリアは、固有振動数が同一の防振エリアの組が、各組毎の固有振動数が異なる組み合わせとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴とする、構造物床の防振工法。
【請求項３】
床下構造への伝達力を加振力で除した振動伝達率について、防振エリアの固有振動数及び減衰定数並びに個数、防振エリアと非防振エリアとの加振力分担比、各防振エリアの加振力分担比、を任意の組み合わせでチューニングすることにより、前記振動伝達率の最大値、最小値、伝達率曲線の形状を自在に設計することを特徴とする、請求項１又は２に記載した構造物床の防振工法。
【請求項４】
複数の防振エリアを碁盤の目状に設けることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した構造物床の防振工法。
【請求項５】
防振エリアと非防振エリアを、平面方向に見て、縦横方向に交互に配設し、全体として碁盤の目状に構造物の床を構成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した構造物床の防振工法。
【請求項６】
防振エリアと非防振エリアは、ほぼ同等の高さに設定することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載した構造物の防振工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造物の床の防振工法の技術分野に属し、更に云えば、本出願人による先の特願２００３−４４７１０に係る構造物床の防振工法を改良した防振工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の人間が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする跳躍運動やプレス機械の運転等の加振力に起因する構造物の振動は、同構造物の躯体を伝搬して上下の階で、あるいは基礎や地盤を伝搬して近隣構造物の床や梁に、水平・上下の振動（共振）を誘発し、不快な振動を感じる等の振動障害を発生することが知られている。
【０００３】
この振動障害は、音楽のリズムに合わせて多数の人間がほぼ同位相で上下運動すること等に起因している。例えば、２つの加振力が同位相で作用する場合、構造物には１つの加振力の２倍の振動が生じる。さらに多くの加振力が同位相で作用すると、構造物に生じる振動は、通常、人間の数に応じて、３倍、４倍…と整数倍で過大なものとなる。なお、同位相でない場合にも過大なものとなる。
【０００４】
従来の防振技術は、加振力が作用する床の全面を、防振材で防振支持する等の防振技術を導入することにより、共振回避および床下構造（基礎や地盤など）への振動伝達率の低減が図られてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
前記特許文献１に開示された防振技術は、予め、加振力たる複数のプレス機械の往復運動の位相を互いにずらした設定とし、各プレス機械における慣性力に基づく振動波を打ち消し合うモードを作ることにより防振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、音楽のリズムに合わせて多数の人間がほぼ同位相で上下運動する場合の構造物については、予め位相をずらす設定ができないので適用できないという問題がある。
【０００６】
前記特許文献２に開示された防振技術は、加振力が作用する床の全面に中空パネルを設け、該中空パネルの内部に高密度体を内蔵した弾性体を設け、当該弾性体を動吸振器として作用させ、中空パネル（床）に発生した振動を有効に吸収してパネル全体の振動を小さくすることにより防振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、上述したように、床の全面を防振支持するため、床の面積に応じて多くの防振材が必要となり、経済的でないという問題がある。また、動吸振器は、ある特定の振動数に対しては一定の効果を発揮するものであるため、音楽のリズムに合わせる動作のように音楽のスピードによって振動数が変化する加振に対しては有効ではないという問題もある。
【０００７】
前記特許文献３に開示された防振技術は、構造物の振動障害が発生する場所に振動を打ち消すべく上下方向に制振力を発生するアクティブ制振装置を設置し、同じ場所に設置した振動センサーにより計測した振動情報に基づいて前記アクティブ制振装置の駆動制御を行い制振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、アクティブ制振装置自体が非常に高価であり、かつ、維持費がかかることに加え、振動センサーによる制御が精密かつ複雑という問題がある。
【０００８】
本出願人は、今般、前記先の特願２００３−４４７１０（以下適宜、先願と略称する。）に係る構造物床の防振工法を開発し別途特許出願した。
【０００９】
前記先願に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせるので（先願の請求項１参照）、位相差を利用せずに床全面を防振支持する従来技術と比して、先願の図５に示したように、ｆを加振力の振動数、ｆｎを床の固有振動数とした場合に、０＜ｆ／ｆｎ＜２の範囲で顕著な防振効果（Ｆｓを伝達力、Ｆｓｏを加振力とした場合の振動伝達率：Ｆｓ／Ｆｓｏ）を得ることが分かる。
【００１０】
したがって、先願の構造物床の防振工法によれば、［本発明の奏する効果］に記載している通り、（１）加振力が作用する構造物の床の一部のみを防振支持して防振効果を図り得ると共に、シンプルな構造で実施できるので、経済性に優れている、（２）加振力が作用する構造物床に対して占める防振エリアの割合、及び加振力の加振振動数の高低、並びに加振力の位相の相違を問わず、防振効果を図ることができるので、フレキシブル性に優れているなどの効果を奏し、有用である。
【００１１】
【特許文献１】特公平３−３８１８号公報
【特許文献２】特公平４−５８８６５号公報
【特許文献３】特開平８−５３９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記先願に開示した技術は、前記先願の図５から分かるように、従来技術と比して、振動伝達率の最大値（ピーク）を低減できることは勿論、振動伝達率の値を全体的に低減できるので、空気ばね等の汎用の防振材で容易に防振支持構造を実施できるほか、居住性を向上させることができる点で優れている（先願明細書の特に段落[0033]参照）。
【００１３】
しかし、前記振動伝達率を、最大値を含めて更に全体的に低減することができれば、床の固有振動数をさらに大きく設定して実施できると共に、振動伝達率の増幅領域を気にすることなく、よりフレキシブルに防振効果を図ることができるなど、更に実施し易くなることは明らかなので、改良の余地が残されていると云える。
【００１４】
また、先願に開示した技術は、振動伝達率（Ｆｓ／Ｆｓｏ）の極小値を、１．０＜ｆ／ｆｎ＜２．０の範囲で１箇所実現することができる特徴があり、同極小値を現実的に実現できない従来技術と比して、防振エリアの固有振動数を極小値に合わせるようなチューニングをして最大の防振効果を得ることができる点で優れている（先願明細書の特に段落[0049]参照）。
【００１５】
しかし、前記振動伝達率の極小値を１カ所に限らず、複数箇所で実現することができれば、複数の異なる振動数を有する加振力に対して個別に対処して効率よく防振効果を発揮できるので、改良の余地が残されていると云える。
【００１６】
本発明の目的は、先の特願２００３−４４７１０に開示した構造物床の防振工法と比して、振動伝達率を全体的に低減できると共に、複数の異なる振動数を有する加振力に対して個別に対処して効率よく防振効果を発揮することができる、構造物床の防振工法を提供することである。また、振動数、減衰定数、加振力分担比などの変動に対するロバスト性（安定性に優れている性質、又は柔軟に対応できる性質を云う。以下同じ。）を向上させることができる、構造物床の防振工法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記複数の防振エリアは固有振動数がそれぞれ異なるものとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載した発明に係る構造物床の防振工法は、構造物の床を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリアと、防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記複数の防振エリアは、固有振動数が同一の防振エリアの組が、各組毎の固有振動数が異なる組み合わせとし、当該防振エリアから床下構造へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリアから床下構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した構造物床の防振工法において、床下構造への伝達力を加振力で除した振動伝達率について、防振エリアの固有振動数及び減衰定数並びに個数、防振エリアと非防振エリアとの加振力分担比、各防振エリアの加振力分担比、を任意の組み合わせでチューニングすることにより、前記振動伝達率の最大値、最小値、伝達率曲線の形状を自在に設計することを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した構造物床の防振工法において、複数の防振エリアを碁盤の目状に設けることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した構造物床の防振工法において、防振エリアと非防振エリアを、平面方向に見て、縦横方向に交互に配設し、全体として碁盤の目状に構造物の床を構成することを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載した構造物床の防振工法において、防振エリアと非防振エリアは、ほぼ同等の高さに設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る構造物床の防振工法によれば、先願に開示した構造物床の防振工法が奏する効果に加えて、下記する効果を奏する。
１）振動伝達率を、全体的に更に低減することができるので、床１の固有振動数を更に大きく設定できると共に、振動伝達率の増幅領域を気にすることなく、よりフレキシブルに防振効果を図ることができ、居住性などを向上させ得るなど、さらに防振効果に優れた防振工法を実現できる。
２）複数の異なる振動数を有する加振力に対して個別に対処して効率よく防振効果を発揮することができる。
３）振動数、減衰定数、加振力分担比などの変動に対するロバスト性を向上させることができる。
４）各防振エリア２ａ…の分割数、減衰定数、加振力分担比などをチューニングすることにより、振動伝達率の最大値や極小値の大きさや鋭さを調整することが可能であり、様々なニーズに対応する振動伝達率を設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１と図２は、請求項１に記載した構造物床の防振工法の実施形態を示している。
この構造物床の防振工法は、構造物の床１を、加振力に対して防振支持した複数の防振エリア２と、防振支持しない非防振エリア３との組み合わせで構成し、前記複数の防振エリア２は固有振動数ｆｎがそれぞれ異なるものとし、当該防振エリアから床下構造（基礎、或いは建物の床などが該当する。以下同じ。）４へ伝達される振動の位相をそれぞれ遅らせ、前記非防振エリア３から床下構造４へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴としている（請求項１記載の発明）。
【００２５】
図示例の非防振エリア３は、位相遅れを生じさせない最もシンプルな構造とするべく、床下構造４をそのままの状態で非防振エリア３として実施している。この技術的思想は、後述する図２３と図２４に記載した実施形態も倣っている。ただし、非防振エリア３は、床下構造４をそのままの状態で実施する技術的思想には限定されず、例えば図２５に示したように、床下構造４の上面に位相遅れを生じさせないコンクリート製の部材７及び８を介在させて非防振エリア３として実施することも勿論できる。
【００２６】
なお、前記非防振エリア３は防振エリア２に対して位相遅れが生じなければよいので、防振エリア２の支持材に比べて硬い弾性材を用いて支持することも可能である。例えば、床下構造４の下に居室があるような場合においては、床衝撃音対策として、弾性支持による浮き床構造が必須となる。このような場合は、非防振エリア３は、防振エリア２に比べて十分に硬い弾性材で、かつ遮音効果を有するもので支持する。
【００２７】
具体的に、図１は、加振力に対して防振支持する防振エリア２を、固有振動数が異なる２つの防振エリア２ａと２ｂに区分し、当該防振エリア２ａと２ｂ、及び防振支持しない非防振エリア３の３つの面積比（加振力に対する防振エリア２ａ、２ｂと非防振エリア３との割合。以下同じ）を、１：１：２に設定して実施している。なお、前記面積比は便宜上、１：１：２で実施しているがこれに限定されず、例えば図２６Ａに示したように、任意の面積比で実施することができる。
【００２８】
図２は、加振力に対して防振支持する防振エリア２を、固有振動数がそれぞれ異なる４つの防振エリア２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに区分し、当該防振エリア２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及び防振支持しない非防振エリア３の５つの面積比（加振力に対する防振エリア２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと非防振エリア３との割合。以下同じ）を、１：１：１：１：４に設定して実施している。なお、前記面積比は便宜上、１：１：１：１：４で実施しているがこれに限定されず、例えば図２６Ｂに示したように、任意の面積比で実施することができる。
【００２９】
ちなみに、本発明の防振技術と対比するための参考図として、図３は、先願２００３−４４７１０に係る実施例を示している。この実施例は、防振エリア２と非防振エリア３の面積比を１：１に設定して実施している。図４は、床全面を防振支持した（防振エリア２とした）従来技術に係る実施例を示している。
【００３０】
すなわち、図１〜図３は、便宜上、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を１：１で実施している。なお、図３と図４は、その構造上、防振エリア２を異なる固有振動数で防振支持することはできない。ちなみに、図中の符号５は防振材を示している。
【００３１】
図５Ａは、図３に係る先願の防振技術について、振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。一例として、振動数２．５Ｈｚにおいて、振動伝達率を０．２倍とするためには、２．５Ｈｚ÷√２≒１．７７Ｈｚで防振エリアを支持するため、これを図５Ａで参照すると、１．７７Ｈｚでの振動伝達率は約３．５倍に増幅する。
【００３２】
本技術の適用範囲の１つである、人間の音楽等にあわせる動作などでは、音楽のピッチによって加振振動数も変化し、２〜３Ｈｚが最も音楽に合わせて動きやすい振動数といわれている。しかし、場合によっては、振動数が１．７７Ｈｚ程度の曲でも、ある程度大きな加振力が発揮される場合もあり、増幅率が高いほど振動クレームにつながる可能性が高いといえる。
【００３３】
その点、図１と図２に係る本発明に係る防振技術は、以下に説明するように、先願の位相差を用いて相殺現象を生じさせ、振動を低減させる性能を損なうことなく、増幅領域の増幅率を低減させることができる。
【００３４】
本発明に係る防振技術は、振動低減性能を維持させながら、増幅領域の増幅率を低減させるという課題を解決するために、図３に示した先願に係る防振エリア２を複数（一例として２つ又は４つ）の部分に分割し、低減すべき振動数特性に応じてそれぞれの振動数、減衰定数、分担する加振力の割合（加振力分担比）を最適に設定することを特徴とする技術である。前記振動数、減衰定数は、防振エリア２の質量、剛性、減衰を個別に変化させることで設定可能である。
【００３５】
図３に示した先願に係る防振技術と対比するべく、加振力の振動数ｆ＝２．５Ｈｚに対して、防振エリア２を２分割（図１参照）、４分割（図２参照）した場合で、振動伝達率を０．２倍に低減し、かつ増幅率を小さくするように最適設定した結果をそれぞれ、図５Ｂ及び図５Ｃに示す。
【００３６】
先願に係る防振技術と本発明に係る防振技術を対比すると、防振エリア２を分割しなかった先願の場合、３．５倍であった振動伝達率（増幅率）の最大値は、２分割した場合には２．１倍程度に、４分割した場合には１．４倍程度に低減されていることが分かる（図５Ａ〜Ｃ参照）。
【００３７】
このように、防振エリア２を複数に分割することによって、振動数に対する低減率を維持しながら、増幅率を低減することが可能となるのである。ちなみに、図５Ａ〜Ｃは、一例として、防振エリア２全体と非防振エリア３との加振力分担比を１：１にした検討結果である。もちろん、防振エリア２全体と非防振エリア３の加振力分担比や、分割したそれぞれの防振エリア２ａ…の加振力分担比を最適設定することで、さらなる増幅率の低減を見込むことができる。
【００３８】
本実施例では、２分割、４分割の２つの例を挙げたが、図５Ｂと図５Ｃを対比すれば明らかなように、４分割の方が２分割よりも増幅率を低減していることが分かる。このように、分割数を増やすことにより増幅率をさらに低減することが可能となる。なお、本実施例では、分割数を２分割、４分割で実施しているがこれに限定されるものではなく、必要に応じて分割数を増加させて実施することも勿論できる（図２３〜図２５参照）。
【００３９】
図１と図２に示したように、防振エリア２を分割し、当該分割した防振エリア２ａ…を異なる固有振動数で防振支持することで得られる更なる効果として、防振エリアのパラメータ変動に対するロバスト性を向上させることが挙げられる。
【００４０】
すなわち、防振エリア２の振動数は、質量、剛性によって変動する可能性がある。例えば、人間の音楽等に合わせる動作に対して防振技術を適用する場合には、防振エリア２上に載る人数や個々人の体重などによって質量が変動し、振動数変動の原因となる。また、防振エリア２を支持する弾性材において、温度や経年変化によって剛性が変動する場合があり、これも振動数変動の原因となる。さらに、防振エリア２を構成する要素の中に、オイル、ゲル材、磁気などが用いられている減衰材が、最も使用環境の影響を受けやすく、減衰定数は容易に変動する状況にある。このような状況に鑑み、本発明に係る防振技術は、以下に説明するように、振動数、減衰定数の変動に対して、影響を受けにくく、安定した効果を発揮することができる。
【００４１】
図５Ａ〜Ｃについて説明するにあたり用いた数値、すなわち、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率を０．２倍に低減する場合を例に挙げ、本発明の防振技術に係る振動数、減衰定数の変動に対するロバスト性向上効果を説明する。
【００４２】
まず、振動数の変動について、具体例を図６〜図８に示す。
【００４３】
図６は、図５Ａと同様に、先願の防振技術について、振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。図６中の符号Ｘは、図３に示した防振エリア２を分割しない場合の振動数特性を示しており、図５Ａで示したラインと同じラインを表している。図６中の符号Ｙは、図３で示した防振エリア２の固有振動数が１．３倍になった場合の振動数特性を示している。図６より、Ｘラインは、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が０．２倍であるのに対し、固有振動数が１．３倍になったＹラインでは、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が０．３倍に増加する。また、防振エリア２の固有振動数を０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたものを図８中の符号Ｓで示した。
【００４４】
図７は、図５Ｂと同様に、図１に示した本発明の防振技術について、振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。図７中の符号Ｘは、図１に示した防振エリア２を２分割した場合の振動数特性を示しており、図５Ｂで示したラインと同じラインを表している。図７中の符号Ｙは、図１で示した防振エリア２ａ、２ｂの固有振動数がそれぞれ１．３倍になった場合の振動数特性を示している。図７より、Ｘラインは、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が０．２倍であるのに対し、固有振動数がそれぞれ１．３倍になったＹラインでは、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が０．３倍に増加する。また、防振エリア２を分割しない場合と同様に、防振エリア２の固有振動数をそれぞれ０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたものを図８の符号Ｔで示した。
【００４５】
図６〜図８に示したように、防振エリア２を分割しない場合と、防振エリア２を２分割し当該２分割した防振エリア２ａ、２ｂの異なる固有振動数をそれぞれ等倍に変動させた場合を比較すると、振動数変動に対するロバスト性は向上していないことが分かる。
【００４６】
次に、前記防振エリア２を２分割し当該２分割した防振エリア２ａ、２ｂの異なる固有振動数の一方のみを変動させた場合を同様に検討する。
【００４７】
図９は、前記防振エリア２ａ、２ｂの異なる固有振動数のうち、固有振動数を高く設定した方（例えば防振エリア２ａ）のみについて、固有振動数を１．３倍とした場合の振動数特性を示している（図９中の符号Ｙ参照）。また、前記防振エリア２ａの固有振動数のみを０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたものを図１１の符号Ｓで示した。ちなみに、図９中のＸは、図７中の符号Ｘと同様に、図１に示した防振エリア２を２分割した場合の振動数特性を示しており、図１１の符号Ｔは、図８中の符号Ｔと同様に防振エリア２の固有振動数をそれぞれ０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたものである。
【００４８】
図９と図１１より、固有振動数を高く設定した防振エリア２ａの固有振動数を１．３倍とした場合では、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が０．２倍から０．３倍に増加しており、前述した検討結果とほぼ同様の結果となり、振動数変動に対するロバスト性は向上していないことが分かる。
【００４９】
一方、図１０は、前記防振エリア２ａ、２ｂの異なる固有振動数のうち、固有振動数を低く設定した方（例えば防振エリア２ｂ）のみについて、固有振動数を１．３倍とした場合の振動数特性を示している（図１０中の符号Ｙ参照）。また、前記防振エリア２ｂの固有振動数のみを０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたものを図１１の符号Ｕで示した。ちなみに、図１０中の符号Ｘは、図９中の符号Ｘと同様に、図１に示した防振エリア２を２分割した場合の振動数特性を示している。
【００５０】
図１０より、固有振動数を低く設定した防振エリア２ｂの固有振動数のみを１．３倍とした場合では、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が０．２倍からほとんど変動していない。合わせて、図１１のＵラインから分かるように、防振エリア２を分割し、固有振動数を低く設定した防振エリア２ｂの固有振動数のみを変動させると、ロバスト性が向上していることが分かる。
【００５１】
したがって、防振エリア２を分割しない先願の防振技術を実施する場合、設定した効果を得るためには、防振エリア２全面に対して振動数のずれが許容されなかったが、防振エリア２を分割することによるロバスト性が向上する効果により、振動数のずれが許容されない防振エリア２を減らすことが可能となり、許容範囲が広く恒久的な実施が可能となるのである。さらに分割数が増えた場合には、振動数のずれが許容されない防振エリア２の割合を減らすことができる。分割した防振エリア２ａ…において、最も振動数が高い防振エリアの振動数のずれが、伝達率の変動に対して支配的に影響するからである。
【００５２】
次に、防振エリア２を構成する要素の中で、最も使用環境の影響を受けやすく、容易に変動しやすい減衰について、振動数が変動した場合と同様に、振動数２．５Ｈｚの伝達率を０．２倍に低減する場合を例に挙げて説明する。
【００５３】
減衰の変動について、振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフを図１２と図１３に示す。図１２中の符号Ｘは、先願に係る防振エリア２を分割しない場合の振動数特性であり、前記図５Ａと同じラインを示している。図１２中の符号Ｙは、防振エリア２の減衰が０．５倍になった場合の振動数特性を示している。図１２より、Ｘラインでは、振動数２．５Ｈｚの伝達率が０．２倍であるのに対し、減衰が０．５倍になったＹラインでは、約０．１倍に低減していることがわかる。また、伝達率の最大値は３．５倍から６．８倍に増幅していることがわかる。
【００５４】
これに対し、本発明に係る防振エリア２を２分割した場合の両方の防振エリア２ａ、２ｂの減衰が０．５倍になった場合について、同様の検討を行った結果が図１３である。図１３中の符号Ｘは、防振エリア２を２分割した場合の振動数特性であり、前記図５Ｂと同じラインを示している。図１３中の符号Ｙは、防振エリア２ａ、２ｂの減衰がそれぞれ０．５倍になった場合の振動数特性を示している。図１３より、Ｘラインでは、振動数２．５Ｈｚの伝達率が０．２倍であるのに対し、減衰が０．５倍になったＹラインでは、約０．１倍に低減されており、防振エリア２を分割しなかった場合のほぼ同じ結果となっている。また、伝達率の最大値は、防振エリア２を分割しなかった場合に比べて低かった２．０倍から４．０倍に増幅するが、先願に係る防振エリア２を分割しなかった場合より低い水準を保っていると云える。
【００５５】
図１４と図１５について、図１４は、先願に係る防振エリア２を分割しない場合の防振エリア２の減衰を０．５〜１．５倍に変動させた場合（図中の符号Ｘ）と、本発明に係る防振エリアを２分割して両方の防振エリア２ａ、２ｂの減衰を共に０．５〜１．５倍に変動させた場合と（図中の符号Ｙ）、本発明に係る防振エリアを４分割して各防振エリア２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの減衰を共に０．５〜１．５倍に変動させた場合（図中の符号Ｚ）の３つのケースについて、伝達率が最小値となる振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の変動をプロットしたものであり、図１５は、前記３つのケースについて、伝達率が最大値となる振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の変動をプロットしたものである。
【００５６】
図１４と図１５より、防振エリア２を分割することによる、前記最小値の変動に対するロバスト性がさほど向上していないことが分かるが、前記最大値の変動に対しては分割数を増加させるほど緩やかなカーブとなり、ロバスト性が向上していることがわかる。
【００５７】
次に、本発明に係る防振エリア２を２分割した防振エリア２ａ、２ｂのうち、固有振動数を高く設定した方（例えば防振エリア２ａ）と低く設定した方（例えば防振エリア２ｂ）の片方のみについて減衰を０．５倍に変動させた結果をそれぞれ図１６と図１７に示す。
【００５８】
図１６より、固有振動数を高く設定した方の防振エリア２ａの減衰が０．５倍になった場合では、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の最小値が０．２倍から０．１２倍に低減されており、防振エリア２を分割しなかった場合（図１２参照）の最小値が０．１倍になったのと比べると若干ロバスト性が向上していることが分かる。前記振動伝達率の最大値は、両方の防振エリア２ａ、２ｂの減衰をそれぞれ０．５倍にした場合（図１３参照）と同じく２．０倍から４．０倍に増幅しているが、防振エリア２を分割しなかった場合より低い水準を保っていると云える。
【００５９】
図１７より、固有振動数を低く設定した方の防振エリア２ｂの減衰が０．５倍になった場合では、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の最小値が０．２倍からほとんど変動しておらず、ロバスト性が向上していることがわかる。また、振動伝達率の最大値についても２．０倍から３．０倍への増幅にとどまり、ロバスト性が向上していることがわかる。
【００６０】
図１８と図１９について、図１８は、先願に係る防振エリア２を分割しない場合の防振エリア２の減衰を０．５〜１．５倍に変動させた場合と（図中の符号Ｘ）、本発明に係る防振エリア２を２分割して振動数を高く設定した防振エリア２ａの減衰を０．５〜１．５倍に変動させた場合と（図中の符号Ｙ）、低く設定した防振エリア２ｂの減衰を０．５〜１．５倍に変動させた場合（図中のＺ）の計３つのケースについて、伝達率が最小値となる振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の変動をプロットしたものであり、図１９は、前記３つのケースについて、伝達率が最大値となる振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の変動をプロットしたものである。即ち、図１８と図１９のＸラインの振動特性図は、前記図１４と図１５のＸラインの振動特性図と一致する。
【００６１】
図１８より、振動伝達率の最小値について、２分割した防振エリア２ａ、２ｂのうち固有振動数を高く設定した防振エリア２ａの減衰が変動した場合は、防振エリア２を分割しない場合と比して、ロバスト性が若干向上していることがわかる。また、固有振動数を低く設定した防振エリア２ｂの減衰が変動した場合は、防振エリア２を分割しない場合と比して、ロバスト性が顕著に向上していることがわかる。
【００６２】
上述したように、減衰は、最も使用環境の影響を受けやすく容易に変動してしまうことを鑑みると、先願に係る防振エリア２を分割しない場合には、設定した効果を得るために防振エリア２全面に対して減衰の変動が許容されなかったが、防振エリア２を分割する効果により、減衰の変動に対してロバスト性が向上するとともに、減衰の変動が許容されない防振エリアを減らすことが可能となり、許容範囲が広く恒久的な実施が可能となる。
【００６３】
このように、振動数と減衰の変動について、防振エリア２を分割しない場合と２分割する場合、更には４分割する場合について説明したが、本発明に係る実施例は、分割数を２乃至４に限定するものではなく、図２３〜図２５に示したように、必要に応じて分割数を増やして実施することもできる。また、防振エリア２の総面積と非防振エリア３との面積比は１：１に限定されず、図２６Ａ、Ｂに示したように、任意の面積比で実施することができる。
【００６４】
したがって、上記検討結果より、防振エリア２の分割数を増やすに伴い、ロバスト性が漸次向上することが確実に予見できる。なお、本実施例では、４分割した防振エリア２ａ…は、それぞれ異なる４種類の固有振動数で実施しているが、これに限定されず、固有振動数が同一の防振エリアの組が、各組毎の固有振動数が異なる組み合わせ、すなわち少なくとも２種類の異なる固有振動数で実施することもできる（請求項２記載の発明）。要するに、本発明に係る防振工法は、防振エリア２ａ…を異なる固有振動数で防振支持すれば、従来技術と比して優れた防振効果を発揮できるのである。
【００６５】
続いて、固有振動数が異なる複数の防振エリア２ａ…で防振支持することにより、複数の異なる加振振動数を対象に振動を低減できる効果について説明する。
【００６６】
防振エリア２を分割せずに１つの防振エリア２とした場合には、前記図５Ａに示したように、振動伝達率は１つの極小値をとる特徴があり、ある１つの加振振動数を対象として振動を低減する場合にはメリットが大きかったが、複数の加振振動数を対象とする場合は、ある１つの振動数についてしか振動を低減することができないという問題があった。しかし、本発明に係る防振技術は、以下に説明するように、防振エリア２を複数に分割することによって複数の加振振動数を対象に振動低減効果を発揮することができる。
【００６７】
この効果を、一例として、振動数ｆが１．２５Ｈｚで人間が跳躍運動を行った場合を想定して説明する。まず、人間１人が１．２５Ｈｚで跳躍運動を行った場合に発生させることができる加振力を図２０に示す。
【００６８】
人間の跳躍運動による加振力は、完全な正弦波ではないため、加振振動数の他にも、２倍、３倍…と整数倍に加振力が生じるのが特徴である。図２０の黒丸で示しているとおり、１．２５Ｈｚで１１．０ｋｇｆ、２．５Ｈｚで４４．０ｋｇｆの加振力がある。
【００６９】
このような特徴をもつ加振力に対して、先願に係る防振エリア２を分割しないで加振力が最大である２．５Ｈｚ成分を０．２倍に低減させようとした場合、図２１（図５Ａと同じ）に示すような伝達率特性となるので、２．５Ｈｚ成分は０．２倍に低減し、４４．０ｋｇｆ×０．２倍＝８．８ｋｇｆとなるが、１．２５Ｈｚ成分は１．６倍に増幅するため、１１．０ｋｇｆ×１．６倍＝１７．６ｋｇｆとなり、結果として、１．２５Ｈｚ成分の方が大きい現象が生じる。
【００７０】
これに対して、本発明に係る防振エリアを２分割した場合は、図２２（図１７と同じ）に示すような伝達率特性となるので、図中の符号Ｘの場合は、２．５Ｈｚ成分は０．２倍に低減して４４．０ｋｇｆ×０．２倍＝８．８ｋｇｆとなり、１．２５Ｈｚ成分についても０．８倍に低減できるため、１１．０ｋｇｆ×０．８倍＝８．８ｋｇｆとなり、二つのピークを同時に低減することが可能となる。
【００７１】
また、図１６と図１７に示したように、２分割した防振エリア２ａ、２ｂのうち、片方のみの減衰を変化させることにより、生じる増幅ピークと低減ピークの鋭さを増減することが可能なので、加振振動数、倍調波に合わせて最適値となるような調整が可能となり、加振力を自在に低減できるようになる。例えば、振動数１．２５Ｈｚの振動は発生させたくないが、２．５Ｈｚの振動は多少発生しても構わないというような場合に、図２２のＹラインのように、固有振動数を低く設定した防振エリア２ｂの減衰を小さくするという設定を適用することできる。
【００７２】
この特徴は、人間の動作（跳躍運動）に限定して適用するものではなく、倍調波成分を有する加振力（トランスの５０Ｈｚ、１００Ｈｚなど）や、倍調波でなくとも異なる振動数に加振力ピークを有するような加振力に対して適用できる。また、本実施例では、一例として防振エリア２を２分割した場合で説明したが、当該２分割に限定するものではない。分割数を増やすことに伴い漸次、増減、低減ピークの数を増やすことができるので、必要に応じて、３分割以上の多数の固有振動数の異なる防振エリア２ａ、２ｂ、２ｃ…で実施することもできる。
【００７３】
かくして、請求項１及び請求項２に記載した本発明に係る構造物床の防振工法によれば、先願に係る構造物床の防振工法による効果と比して、振動伝達率を全体的に更に低減することができるので、居住性などを向上させることができる等、更に防振効果に優れた防振工法を実現できる。また、複数の異なる振動数を有する加振力に対して個別に対処できるので、効率よく防振効果を発揮することができる。
【００７４】
総じて、床下構造への伝達力を加振力で除した前記振動伝達率については、防振エリア２の固有振動数及び減衰定数並びに個数、防振エリア２と非防振エリア３との加振力分担比、各防振エリアの加振力分担比、を任意の組み合わせでチューニングすることにより、前記振動伝達率の最大値、最小値、伝達率曲線の形状（山や谷の数及び値、傾き等）を、様々なニーズに対応する設計をすることが可能であり（請求項３記載の発明）、ロバスト性を向上させることもできる。
【００７５】
図２３〜図２６は、本発明の構造物床の防振工法に係る実施例のバリエーションを示している。
【００７６】
図２３は、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を１：１で実施している。また、前記防振エリア２は、同防振エリア２を９等分割した９個の防振エリア２ａ…を碁盤の目状に設けて実施し（請求項４記載の発明）、その格子状の隙間を通路９に利用して実施している。
【００７７】
図２４は、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を１：１で実施している。また、前記防振エリア２は、同防振エリア２を１２等分割し、それぞれ固有振動数が異なる１２個の防振エリア２ａ…を碁盤の目状に設けて実施し（請求項４記載の発明）、その格子状の隙間を通路９に利用して実施している。さらに、床下構造４にコンクリート６を一体的に打設し、防振エリア２の高さと一致させて実施することにより（請求項６記載の発明）、エアロビクススタジオ等に好適に利用できる態様としている。なお、前記非防振エリア３は防振エリア２に対して位相遅れが生じなければよいので、防振エリア２の支持材に比べて硬い弾性材を用いて支持することも可能である。例えば、床下構造４の下に居室があるような場合においては、床衝撃音対策として、弾性支持による浮き床構造が必須となる。このような場合は、非防振エリア３は、防振エリア２に比べて十分に硬い弾性材で、かつ遮音効果を有するもので支持する。
【００７８】
図２５は、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を１：１で実施している。また、前記防振エリア２は、同防振エリア２を１６等分割し、それぞれ固有振動数が異なる１６個の防振エリア２ａ…を碁盤の目状に設けて実施し（請求項４記載の発明）、その格子状の隙間を通路９に利用して実施している。さらに、床下構造４にコンクリート製の柱材７を打設し、その上にコンクリート床８を構築して防振エリア２の高さと一致させて実施することにより（請求項６記載の発明）、エアロビクススタジオ等に好適に利用できる態様としている。
【００７９】
なお、前記図２３〜図２５は、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を１：１で実施しているがこれに限定されず、任意の割合で実施できる。例えば、図２６Ａに示したように、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を３：２で実施することもできるし、図２６Ｂに示したように、防振エリア２の総面積と非防振エリア３の総面積を４：１で実施することもできる。
【００８０】
このように、本発明に係る防振工法は、複数の防振エリア２ａ…を、要求される振動設計に応じて、任意の面積で、且つ任意の固有振動数で実施することにより、防振効果を発揮することができるのである。
【００８１】
その他、図２６Ｃに示したように、防振エリア２だけでなく、非防振エリア３も分割し、複数の防振エリア２と複数の非防振エリア３を、平面方向に見て、縦横方向に交互に配設し、全体として碁盤の目状に構造物の床１を構成して実施することもできる（請求項５記載の発明）。エアロビクススタジオ等では、ダンスする人の配置に偏りがある場合があるので、図２６Ｃに示した実施例のように、防振エリア２ａ…を細かく分散した配置とすることで、設計通りの加振力分担比からのずれを少なくすることができる。また、床下構造は、実際には面的広がりを有しており、防振エリア、非防振エリアからの距離によって加振力分担比が若干ずれる場合があるので、図２６Ｃに示したように、細かく分散させることで距離によるずれも緩和することができるのである。
【００８２】
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法を示した斜視図である。
【図２】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法を示した斜視図である。
【図３】本出願人による先願２００３−４４７１０に係る構造物床の防振工法を示した斜視図である。
【図４】従来技術に係る構造物床の防振工法を示した斜視図である。
【図５】Ａは、図３に示した実施例に係る振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフであり、Ｂは、図１に示した実施例に係る振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフであり、Ｃは、図２に示した実施例に係る振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図６】図３に示した実施例に係る振動数を１．３倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図７】図１に示した実施例に係る振動数を１．３倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図８】図６と図７について、防振エリアの固有振動数を０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたグラフである。
【図９】図１に示した実施例について、固有振動数を高く設定した防振エリアのみの振動数を１．３倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図１０】図１に示した実施例について、固有振動数を低く設定した防振エリアのみの振動数を１．３倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図１１】図９と図１０について、防振エリアの固有振動数を０．７〜１．３倍の範囲で実施し、振動数２．５Ｈｚの振動伝達率が何倍になるのかを検討してプロットしたグラフである。
【図１２】図３に示した実施例に係る減衰を０．５倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図１３】図１に示した実施例に係る減衰を０．５倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図１４】図１〜図３に示した実施例に係る減衰を０．５〜１．５倍の範囲で実施し、振動伝達率が最小値となる振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の変動をプロットしたグラフである。
【図１５】図１〜図３に示した実施例に係る減衰を０．５〜１．５倍の範囲で実施し、振動伝達率が最大値となる振動伝達率の変動をプロットしたグラフである。
【図１６】図１に示した実施例について、固有振動数を高く設定した防振エリアのみの減衰を０．５倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図１７】図１に示した実施例について、固有振動数を低く設定した防振エリアのみの減衰を０．５倍に変動した振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図１８】図１６と図１７について、減衰を０．５〜１．５倍の範囲で実施し、振動伝達率が最小値となる振動数２．５Ｈｚの振動伝達率の変動をプロットしたグラフである。
【図１９】図１６と図１７について、減衰を０．５〜１．５倍の範囲で実施し、振動伝達率が最大値となる振動伝達率の変動をプロットしたグラフである。
【図２０】人間一人が１．２５Ｈｚで跳躍運動した場合に発生する加振力を表したグラフである。
【図２１】図３に示した実施例に係る振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図２２】図１に示した実施例に係る振動伝達率に対する振動数特性を表したグラフである。
【図２３】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法のバリエーションを示した斜視図である。
【図２４】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法のバリエーションを示した斜視図である。
【図２５】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法のバリエーションを示した斜視図である。
【図２６】Ａ〜Ｃはそれぞれ、請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法のバリエーションを概略的に示した斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    床
２（２ａ…）    防振エリア
３    非防振エリア
４    床下構造（基礎、建物の床）              
５    防振材        
６    コンクリート
７    コンクリート柱
８    コンクリート床
９    通路
【図１】
2006057260.tif 000003
【図２】
2006057260.tif 000004
【図３】
2006057260.tif 000005
【図４】
2006057260.tif 000006
【図５】
2006057260.tif 000007
【図６】
2006057260.tif 000008
【図７】
2006057260.tif 000009
【図８】
2006057260.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006057260.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006057260.tif 000015
【図１４】
2006057260.tif 000016
【図１５】
2006057260.tif 000017
【図１６】
2006057260.tif 000018
【図１７】
2006057260.tif 000019
【図１８】
2006057260.tif 000020
【図１９】
2006057260.tif 000021
【図２０】
2006057260.tif 000022
【図２１】
2006057260.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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