(57)【要約】【課題】  粉粒体の材質の最適化を図ることにより、所望の局所領域においても粉粒体を容易に充填することができ、現場における作業効率性の向上を図るとともに床の制振性を向上させ、軽量衝撃音を遮音する。【解決手段】  床板１１を支持する梁１２の振動を抑制するための制振床構造１において、梁１２の内部には所定の高さまで粉粒体１４が封入された中空空間１３が形成し、また粉粒体１３については、Ｆｅ並びにＣａＯを含むとともにＳｉＯ２が表面に析出させることにより、安息角をより小さくし、ひいては紛粒体の流動性をより向上させる。【選択図】図１
2006112219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも床と梁とからなる制振床構造において、
上記梁の内部には、粉粒体が挿入された中空空間が形成され、
上記粉粒体は、Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ２を含むこと
を特徴とする制振床構造。
【請求項２】
少なくとも床板とこれを支持する梁とからなる床構造と、上記床構造に配設される充填部材とを備え、
上記充填部材は、粉粒体が挿入された中空空間が形成され、
上記粉粒体は、Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ２を含むこと
を特徴とする制振床構造。
【請求項３】
上記粉粒体は、ＳｉＯ２が表面に析出されてなること
を特徴とする請求項１又は２記載の制振床構造。
【請求項４】
上記粉粒体は、ＣａＯが５０ｗｔ％以下、Ｆｅが１５ｗｔ％以上、ＳｉＯ２が９ｗｔ％以上の成分からなり、さらに０．０５ｍｍ〜５．００ｍｍの粒径で構成されること
を特徴とする請求項３記載の制振床構造。
【請求項５】
上記粉粒体は、風砕スラグであること
を特徴とする請求項３又は４記載の制振床構造。
【請求項６】
上記粉粒体は、０°〜１２°の安息角からなること
を特徴とする請求項３〜５の何れか１項記載の制振床構造。
【請求項７】
上記粉粒体は、メタル分が８５ｗｔ％〜９０ｗｔ％、スラグ分が１５ｗｔ％〜１０ｗｔ％からなり（水分を除く）、
上記メタル分全重量に対してＦｅが８０ｗｔ％以上含有し、
上記スラグ全重量に対してＣａＯが３０ｗｔ％〜４０ｗｔ％、ＳｉＯ２が３０ｗｔ％〜４０ｗｔ％含有すること
を特徴とする請求項１又は２記載の制振床構造。
【請求項８】
上記粉粒体は、３．０〜４．０ｔ／ｍ３の嵩比重で構成されること
を特徴とする請求項７記載の制振床構造。
【請求項９】
上記粉粒体は、溶融メタルであること
を特徴とする請求項７又は８記載の制振床構造。
【請求項１０】
上記梁と交差する複数本の根太が当該梁の上に設けられ、上記根太の上に上記床板が取り付けられ、
さらに上記梁と上記床板の間には弾性部材或いは粘弾性部材が介在されていること
を特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の制振床構造。
【請求項１１】
上記梁と交差する複数本の根太の端部を連結するための固定金具が当該梁の上に設けられ、上記根太の上に上記床板が取り付けられ、
さらに上記床板と上記根太の間には弾性部材或いは粘弾性部材が介在されていること
を特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載の制振床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床板を支持する梁や根太等に伝わる振動を抑制するための制振床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般住宅等の建築構造物の床構造は、一般に枠組みや梁等の骨組部材により床板を支持することにより構成される。かかる床板に歩行や作業に伴う衝撃が加わると振動が発生し、その振動が不快音や不快振動を引き起こす。特に金属製の部材を梁として使用する戸建住宅やマンション等においては、居室や廊下の床板に発生する振動や衝撃音が階下に直接的に伝搬されるため、階下の住人に大きな不快感を与える原因にもなる。
【０００３】
このため、特に近年において上階の床板と下階の天井との間に防振材や遮音材を設けることにより、かかる床板に加わる振動を抑制し、ひいては居住性の向上を図ろうとする試みがなされている。
【０００４】
制振材は、例えば床板に加わる衝撃振動による振動エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換することにより、固有振動系の共振増幅を抑制し、振動伝播の距離減衰を大きくし、或いは拡散振動板等のエネルギー蓄積を防止する材料である。また遮音材は、空気中に伝播する音波を受け止め、当該遮音材の裏面から放射される音波の音響出力を極力小さくするための材料である。以下で説明する“制振材”は、この制振と遮音の双方の機能を併せ持つ材料として定義する。
【０００５】
この床板の振動を効果的に軽減できる制振材として、例えば特許文献１に示すような遮音床が従来において案出されている。この遮音床１１１は、例えば図１９に示すように、成形セメントパネル１１３の上面に床表面材１１５をタッピングビス１１７によりネジ固定し、当該成形セメントパネル１１３に中空部１１９を複数並設して構成される。
【０００６】
成形セメントパネル１１３における中空部１１９には、例えば硅砂等の砂状粒の集合体１２１が充填され、かかる集合体１２１は、成形セメントパネル１１３に与えられた振動エネルギーにより中空部１１９内で自由運動可能とされている。
【０００７】
このような遮音床１１１に対して物が落下し、或いは人が飛び跳ねたりすると、これに基づく衝撃が床表面材１１５を介して成形セメントパネル１１３へ伝播する。その結果、かかる成形セメントパネル１１３が振動することになり、これに応じて中空部１１９に充填された砂状粒の集合体１２１の粒子が振動し、成形セメントパネル１１３を振動させる振動エネルギーの一部が集合体１２１の粒子の振動させるためのエネルギーとして吸収されることになる。即ち、かかるエネルギーの吸収により成形セメントパネル１１３へ伝播する衝撃が緩和され、ひいては下階側への遮音性を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、他の制振材の例として、例えば特許文献２に示すような制振パネルが提案されている。この制振パネル１３０は、例えば図２０に示すように、対向する２枚の板材１３１，１３２間の空間部を仕切板１３３で仕切ることによりセル空間１３４を形成し、このセル空間１３４にヒステリシスの弾性変形性を有する弾性粉粒体１３５を封入して構成されている。
【０００９】
この従来の制振パネル１３０においては、低周波数帯域の振動に対しては、弾性振動による弾性粉粒体１３５の摩擦により振動エネルギーを熱エネルギーに変換することでこれを吸収することができる。また、中周波数帯域の振動に対しては、さらに弾性粉粒体１３５間の衝突により振動エネルギーの吸収を促進させることができる。また、高周波数帯域の振動に対しては、かかる弾性粉粒体１３５の跳躍に基づく衝突により振動エネルギーの吸収を促進させることができる。
【００１０】
また、他の制振材の例として、例えば特許文献３に示すような床構造１４１も提案されている。この床構造１４１は、図２１に示すように床板１４４に対して梁材１４３が接合され、さらにこの梁材１４３の内部に形成された中空部１５１内に、内外表面をゴム質でコーティングした弾性体の袋体１５２が挿入されている。この袋体１５２内には、粉粒体１５３が充填されている。この床構造１４１においても同様のメカニズムに基づいて制振（防音）特性を発揮させることができる。
【００１１】
また、粉粒体を２重壁の中間空気層に充填して面密度を増大させ、遮音性能の向上を図るというコンセプトに基づいて、オフィス等の居室空間を仕切るパーティションに遮音特性を持たせる技術も提案されている（例えば、特許文献４参照）。かかる技術では、高遮音性パーティションの主要部材につき、中空構造を有するパネルで主要部材として構成し、さらにかかる中空構造に転炉風砕スラグを注入することにより、面密度を増大させる。ここで注入される風砕スラグは、粒度３．００ｍｍ以下であり、その安息角は１２〜１６°で流動性に優れているため、パーティションの上部からの注入及び下部からの排出を容易に行うことができる。
【特許文献１】特開平１０−２０５０４３号公報
【特許文献２】特開平１１−２１７８９１号公報
【特許文献３】特開２００２−１１５３６３号公報
【特許文献４】特開平８−１７７１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献に開示されている制振材は、使用する粉粒体の嵩比重が低かったため、遮音性能、制振性能を効果的に発揮させることができないという問題点があった。即ち、これら制振性能等をより向上させるためには、制振材に使用する粉粒体の嵩密度を従来より重く２．０ｔ／ｍ３程度まで重くする必要があった。さらに、この粉粒体の嵩密度の重量化させる際に、これを低コストで実現する必要性もあった。
【００１３】
また、上述した特許文献１〜３に開示されている制振材は、使用する粉粒体の流動性に優れているとはいえないことから、これを所望の局所領域に精度よく充填するために多大な労力を費やさなければならない。特に流動性の悪い粉粒体を制振材に充填する場合には、エアブロー等を使用した充填方法や、セルフレベリング効果を利用した充填方法を用いることができないことから、作業効率の向上を図ることができないという問題点があった。
【００１４】
特に特許文献３において示される粉粒体は、その全体が中空部内部で跳躍するわけではなく、上側の部分が跳躍し制振効果を発揮し、残りの部分は殆ど跳躍せず、重量衝撃音低減用のおもりとして作用する。そのため制振効果は、充填量に応じて発揮されず、更なる制振効果を発揮させるという点で改善の余地があった。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、粉粒体の材質の最適化を図ることにより、所望の局所領域においても粉粒体を容易に充填することができ、作業効率性の向上を図ることが可能な制振床構造に関し、制振性を向上させることにより歩行により発生する床振動の低減とともに，軽量衝撃音並びに重量衝撃音の抑制に関してより効果的な制振床構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上述した課題を解決するために、特許文献４に示すような流動性の高い転炉風砕スラグを、床板を支持する梁に注入する構成を見出した。この床板に支持する梁に注入するためには、現場における施工性をより向上させる必要があることから安息角をより小さくする必要があるところ、紛粒体の材質の最適化を図った。
【００１７】
即ち、本発明に係る制振床構造は、少なくとも床と梁とからなる制振床構造において、梁の内部には、粉粒体が挿入された中空空間が形成され、粉粒体は、Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ２を含む。
【００１８】
また、本発明に係る制振床構造は、少なくとも床板とこれを支持する梁とからなる床構造と、床構造に配設される充填部材とを備え、充填部材は、粉粒体が挿入された中空空間が形成され、粉粒体は、Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ２を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る制振床構造では、床板を支持する梁の振動を抑制するための制振床構造において、梁の内部には、所定の高さまで粉粒体が封入された中空空間が形成され、さらにこの粉粒体は、Ｆｅ並びにＣａＯを含むとともに、ＳｉＯ２が表面に析出されてなる。
【００２０】
これにより、本発明に係る制振床構造では、粉粒体の流動性を高くすることができることから、中空空間に対する充填容易性を向上させることが可能となる。また、本発明を適用した制振床構造においては、制振性を向上させることができ、その結果として軽量衝撃音を効果的に遮音することができる。
【００２１】
また本発明に係る制振床構造では、上述の構成に加えて、梁と交差する複数本の根太が当該梁の上に設けられ、上記根太の上に上記床板が取り付けられ、さらに上記梁と上記床板の間には弾性部材或いは粘弾性部材が介在されている。
【００２２】
これにより、本発明に係る制振床構造では、上述の効果に加えて、さらに重量衝撃音をも効果的に遮音することが可能となる。
【００２３】
さらに、本発明に係る制振床構造では、床板を支持する梁の振動を抑制するための制振床構造において、梁の内部には、所定の高さまで粉粒体が封入された中空空間が形成され、さらにこの粉粒体は、Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ２を含む。
【００２４】
これにより、本発明に係る制振床構造では、粉粒体の嵩密度を従来より重く２．０ｔ／ｍ３程度まで重くすることが可能となることから、制振性能、遮音性能を向上させることができ、しかも、この粉粒体として溶融メタルを利用することができることから、製作コストを低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、床板を支持する梁に伝わる振動を抑制するための制振床構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１(a)は、本発明を適用した制振床構造１の組立状態を示す斜視図であり、図１(b)は、この制振床構造１の断面図を示している。
【００２７】
制振床構造１は、床板１１と、この床板１１を支持する梁１２を備えている。またこの制振床構造１では、梁１２の内部に中空空間１３を形成し、かかる中空空間１３内には粉粒体１４が封入されてなる。
【００２８】
床板１１は、例えば一般住宅の建築構造物等に用いられるものであって、図１(a)に示すように梁１２の上面に端部を載置させた上で更に図示しないビス等でネジ固定して構成される。この床板１１に対して歩行や作業に伴う衝撃が加わると振動が発生し、その振動は梁１２にも伝播されることになる。
【００２９】
梁１２は、建築構造物の骨組部材としての役割を担い、例えば木造建築物に適用される場合には、長方形状の断面を持つ木製の梁部材を用いてもよいし、またマンション等の鉄筋建造物に適用される場合には、角形鋼管やＨ型鋼材を用いてもよい。以下の説明においては長方形状の断面を持つ角形鋼管を梁１２として適用する場合を例にとり説明をする。なお、木製の梁部材やＨ型鋼材をこの梁１２として適用する場合には、梁１２の内部に中空空間を構成することなく、外付の充填部材をこれらに配設することになるが、その詳細については後述する。
【００３０】
中空空間１３は、本実施の形態においてはあくまで密閉された閉空間を想定しているが、これに限定されるものではなく、粉粒体１４を注入又は排出するための開口部が設けられるようにしてもよいし、また換気するための図示しない通気口が設けられるようにしてもよい。この中空空間１３内には、所定の高さに至るまで粉粒体１４が挿入されており、この挿入された粉粒体１４と中空部分との境界線１４ａは、後述するセルフレベリング効果に基づいて略水平状とされる。
【００３１】
粉粒体１４は、Ｆｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ２を含む。Ｆｅは、粉粒体の比重を最適化すべく含有されるものである。またＣａＯは、粉粒体１４の経時的な膨張等を抑えるべく添加されるものである。更にＳｉＯ２は、流動性を向上させるべく添加されるものである。
【００３２】
この粉粒体１４の例としては、製鋼工程において生成されるいわゆる風砕スラグを利用するようにしてもよい。この風砕スラグは、溶融スラグを高速気流により粒状化したものである。高速気流により微小液滴に分散・飛翔されるため、自己表面張力で球形になるとともに、その表面が気体冷却によりガラス質となって綺麗になる。また、この粉粒体１４としての風砕スラグは、Ｆｅ並びにＣａＯを含むとともに、ＳｉＯ２が表面に析出されてなる。このとき、粉粒体１４の成分は、ＣａＯが５０ｗｔ％以下、Ｆｅが１５ｗｔ％以上、ＳｉＯ２が９ｗｔ％以上の成分で構成されていてもよい。
【００３３】
また、この粉粒体１４の例としては、例えば溶融メタルを利用するようにしてもよい。この溶融メタルは、例えばゴミ処理用直接溶融炉から排出されるものである。このゴミ処理用直接溶融炉では、密閉した溶融炉内において、還元雰囲気中でゴミの焼却灰を溶融する。一般的に焼却灰は、この溶融炉内において溶けて、溶融スラグと溶融メタルに分離される。この分離された溶融メタルを取り出して、粉粒体１４として活用することになる。
【００３４】
溶融メタルを適用した粉粒体１４は、メタル分が８５ｗｔ％〜９０ｗｔ％、スラグ分が１５ｗｔ％〜１０ｗｔ％からなり（水分を除く）、上記メタル分全重量に対してＦｅが８０ｗｔ％以上含有するとともに、上記スラグ全重量に対してＣａＯが３０ｗｔ％〜４０ｗｔ％、ＳｉＯ２が３０ｗｔ％〜４０ｗｔ％含有する。
【００３５】
図２は、この溶融メタルを構成するメタル分、スラグ分の成分の一例を示している。このような成分比率で構成される溶融メタルは、その嵩比重につき、３．０〜４．０ｔ／ｍ３で構成される。また、この溶融メタルを適用した粉粒体１４は、０．１〜１３ｍｍの範囲の粒径からなり、平均粒径は３〜４ｍｍで構成される。さらに、この溶融メタルを適用した粉粒体１４は、３５°程度の安息角からなる。なお、溶融メタルにおけるメタル分やスラグ分は、この図２に示す成分の範囲に限定される趣旨ではない。
【００３６】
以下、粉粒体１４として、風砕スラグを利用する場合を例にとり説明をする。
【００３７】
図３は、この粉粒体１４としての風砕スラグの粒径分布曲線を示している。この図３に示すように、例えばガラス添加した溶融スラグを風砕することにより、粉粒体１４は、ほぼ０．０５ｍｍ〜５．００ｍｍの範囲の粒径となる。ちなみに、この図３に示す風砕スラグの粒度分布曲線から計算される平均粒径は、１．０２ｍｍである。
【００３８】
なお、上述の如き成分並びに粒径からなる粉粒体１４としての風砕スラグは、真密度２．５ｔ/ｍ３以上であり、かさ密度が１．５ｔ/ｍ３であり、さらに安息角は０°〜１２°であり、吸水性は１．５％以下の物性値で表される。
【００３９】
即ち、この粉粒体１４は、上述の如き成分、物性からなる風砕スラグで構成することにより、以下の物理的性質を呈することになる。
【００４０】
先ず、ＳｉＯ２を表面に析出させて表面硬化させることにより、流動性を向上させることができる。これにより、安息角を０°〜１２°の範囲に制御することが可能となり、更には安息角を限りなく０°に近づけることも可能となる。その結果、粉粒体１４を中空空間１３へ充填後、自動的に境界線１４ａが水平状態になろうとする作用（セルフレベリング効果）を向上させることが可能となる。
【００４１】
この安息角は、一般的な積山実測により計測されたものであって、粒状体を堆積させたとき、その面がくずれずに安定する最大傾斜角をいう。安息角が低いほど流動性がよい。粒状体の形状を球にするとともに、その表面の滑りを良くすると、安息角０〜１２°という高流動性の粒状体が得られる。この高流動性の粒状体は、加振により、上部のみならずその内部も流動するため、流動に伴う損失が大きくなり、制振性能が大きく改善される。
【００４２】
また、粉粒体１４に含まれるＣａＯを５０ｗｔ％以下に制御することにより、経時的な膨張等を抑えることが可能となる。
【００４３】
粉粒体１４におけるＦｅの含有量に応じて当該粉粒体１４の質量が決定される。また、この粉粒体１４の質量と粒径との関係から、当該粉粒体１４の比重が決定される。即ち、粉粒体１４におけるＦｅの含有量と粒径とを調整することにより、粉粒体１４の比重を最適化することが可能となる。
【００４４】
次に、上述の構成からなる粉粒体１４を梁１２内部に設けられた中空空間１３へ充填する方法につき説明をする。
【００４５】
この充填方法では、先ず図４に示すように端部１２ｂから蓋１８ｂが挿嵌された梁１２を斜めに配置した状態としてから、端部１２ａから粉粒体１４を流し込み、かかる梁１２の端部１２ａから蓋１８ａを挿嵌することにより充填・封鎖する。次にこの粉粒体１４が充填された梁１２を略水平に配置した上で、図４中Ａ方向へ揺り動かすか、或いは梁１２を長手方向に伸びる部材軸周り（図４中Ｂ方向）に回転させる。その結果、粉粒体１４は、自身が持つセルフレベリング効果に基づき自動的に水平化されることになる。
【００４６】
このように、風砕スラグは、安息角が１２°以下と小さく流動性が高いため、これを粉粒体１４として用いることにより、梁１２の内部において比較的簡単な操作でこれを水平にレベリングすることができる。また、粉粒体１４の流動性が高いことから、梁１２の端部１２ａから端部１２ｂへ粉粒体１４をスムーズに流し込むことが可能となる。その結果、粉粒体１４の充填容易性を格段に向上させることが可能となる。
【００４７】
なお、この図４においては、あくまで梁１２を斜めに配置しつつ端部１２ａから粉粒体１４を流し込む例につき説明をしたが、これに限定されるものではなく、梁１２の長手方向を略鉛直方向となるように配置して粉粒体１４を流し込むようにしてもよいし、また梁１２の長手方向が略水平方向となるように配置して粉粒体１４を流しこむようにしてもよい。いずれのケースにおいても、粉粒体１４の流動性の高さに基づく充填容易性を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、本発明を適用した制振床構造１では、予め工場等における組立作業中に粉粒体１４を梁１２に注入する場合のみならず、既に建築途上にある梁１２に対して粉粒体１４を注入する際においても、その作業効率を向上させることが可能となる。
【００４９】
例えば図５(a)に示すように、既に建築構造物上に梁１２が固定され、両端から金属製又はプラスチック系の蓋１７ａ,１７ｂが挿嵌された状態において、かかる梁１２の上面において所定のピッチで開口部１６を複数設けておく。次に、この各開口部１６から中空空間１３へ図示しないホースにより粉粒体１４を一定量ずつ挿入してゆく。梁１２の中空空間１３へ充填された粉粒体１４は、安息角が小さく流動性が高いため、図５(b)に示すように、セルフレベリング効果に基づいて経時的に水平化されていくことになる。このとき，中空空間１３に充填した粉粒体１４に対して人為的に風圧等を加えることにより、かかるセルフレベリング効果を助長させることも可能となる。
【００５０】
また、本発明を適用した制振床構造１では、所望の局所領域に対しても粉粒体１４を精度よく充填することができる。
【００５１】
例えば図６に示すように、梁１２の中央部周辺のみに粉粒体１４を充填する場合には、中空空間１３に例えば発泡系断熱材２０ａ,２０ｂのように閉鎖空間を分割するための材料を予め挿入しておく。そして、発泡系断熱材２０ａ,２０ｂにより囲まれた中空空間１３に対して、開口部１６を介して粉粒体１４を一定量挿入することにより、これを実現することができる。特に建築構造物においては、制振性の向上に加えて、軽量衝撃音に焦点を当ててこれを精度よく遮音しなければならないケースがあることから、上述の充填方法は、特に建築構造物用の梁１２に対して効果的であるといえる。
【００５２】
上述の方法に基づいて梁１２の中空空間１３に粉粒体１４が充填された制振床構造１において、例えば床板１１に加わる衝撃振動による振動エネルギーは、梁１２へ伝播されることになる。この梁１２へ振動エネルギーが伝わると、梁１２自体が振動し、これに応じて中空空間１３に充填された粉粒体１４が振動する。その結果、梁１２を振動させる振動エネルギーの一部が粉粒体１４を振動させるためのエネルギーとして吸収されることになる。即ち、かかるエネルギーの吸収により梁１２ひいては床板１１に作用する振動が低減し、下階側へ伝わる振動を抑制することが可能となる。
【００５３】
また、例えば空気中を介して音波が伝わってきた場合においても、かかる音波による振動に基づく振動エネルギーが、粉粒体１４の中空空間１３内における振動を介して吸収される結果、下階側へ伝わる音声等を遮音することが可能となる。
【００５４】
特に本発明を適用した制振床構造１においては、平均粒径１ｍｍの風砕スラグを粉粒体１４として用いることにより、比較的小さな振動に対して粉粒体１４が振動することになり、スプーンの落下音や椅子の引きずり音等に代表される軽量衝撃音につき、より効果的に遮音することができる。
【００５５】
特に建築構造物に実装される梁１２の振動を抑制するという目的の下においては、上述の図５,６に示すような建築途上における粉粒体１４の注入するケース、所望の局所領域に対して粉粒体１４を注入するケースが多発することから、より粉粒体１４の流動性を高めることにより作業効率の改善を図る必要があるところ、上記制振床構造１では、粉粒体１４の安息角を０°〜１２°の範囲に調整することでこれを実現することが可能となる。
【００５６】
さらに、粉粒体１４は、ＣａＯの含有量が５０ｗｔ％以下に制御されているため、粉粒体１４の経時的な膨張を抑制することにより保存性の向上をさせることができ、ひいては制振床構造１における制振特性そのものの信頼性を向上させることも可能となる。
【００５７】
特に、上述した粉粒体１４の粒径を３．０ｍｍ以下に調整することにより、球形が揃い、その表面状態も良くなる。原料となる溶融スラグには、比重が高く、大量入手可能な鉄鋼スラグ（高炉スラグ、製鋼スラグ（転炉スラグ、電気炉スラグ等））が好適に用いられる。上記スラグを用いた、粒径３．０ｍｍ以下の風砕スラグは、安息角が０〜５°となり、流動性に優れるとともに、比重も比較的高い。
【００５８】
このような粉粒体１４として、粒径０．６ｍｍ以下に分級された風砕スラグが更に好適に用いられる。風砕スラグは、その製法に起因して、極端に小さな粒は形成されず、粒径の下限は０．１ｍｍ位となる。このように細かい風砕スラグは、所定の目の粗さを有する篩により分級可能である。粒径０．1〜０．６ｍｍのように細かい粒が揃うと、全体が高比重流体に似た性状を示し、加振による流動が大きく生起され、制振性能が更に改善される。
【００５９】
また、粉粒体１４に関して５０Ｈｚ１／３オクターブバンド（４４．５〜５６Ｈｚ）における損失係数を調べた。
【００６０】
具体的には、梁１２を幅４０ｍｍ×高さ２３５ｍｍ×板厚１．０ｍｍの形材で形成し、その中空部に１５．６ｋｇ／ｍ（空間充填率８０％）の高流動性粒状体を充填し、５０Ｈｚ１／３オクターブバンド（４４．５〜５６Ｈｚ）における損失係数ηを調べた。比較のために、還元ペレットを同じ割合で充填したものの損失係数ηも調べた。
【００６１】
用いた高流動性粒状体には、風砕スラグであって、風砕段階で粒径３ｍｍ以下に分級され、その以後未分粒のまま風砕スラグを用いた。この風砕スラグに対して、安息角を測定したところ、３°であった。
【００６２】
比較のために用いた還元ペレットは、ロータリーキルンで焼成されたものであり、形は完全な球ではなく、いびつな丸で、粒径は９〜１６ｍｍの範囲に分布している。この還元ペレットに対して安息角を測定したところ、２５°であった。
【００６３】
この風砕スラグと還元ペレットの５０Ｈｚ１／３オクターブバンド（４４．５〜５６Ｈｚ）における加振加速度（Ｇ）に対する損失係数ηを測定した結果を図７に示す。
【００６４】
ここで損失係数（η）は、粘弾性体等の制振材料の制振性能を評価する指標であり、粉粒体１４を梁１２の中空空間１３に充填し、床構造を打撃加振して得られる駆動点モビリティ（駆動速度Ｖ／加振力Ｆ）の周波数応答曲線における共振ピークから次式（１）により求めた。
η＝Δｆ／ｆ０・・・・・・・・・・・・・（１）
【００６５】
ここでΔｆは、共振点より３ｄＢ低い点の周波数をｆ１,ｆ２（Ｈｚ）としたとき、以下の（２）式より求められる。なお、ｆ０は、共振点の周波数である（図１１参照）。
Δｆ＝ｆ２−ｆ１・・・・・・・・・・・・（２）
【００６６】
図７によれば、安息角３°の風砕スラグは、安息角２５°の還元ペレットと比較して、加振加速度（Ｇ）が１．０以上の広い範囲に亘り、損失係数ηが大幅に高くなっていることがわかる。還元ペレットの場合は、上部の一部しか跳躍しないのに対して、風砕スラグは、跳躍する部分が非常に広くなっている。この現象は、安息角１０°以下の場合に顕著に現れることが判った。また安息角０〜５°であると、この現象が安定して発生することも判った。
【００６７】
次に、風砕スラグの充填量と粒径との関係を調べた結果を図８，９，１０に示す。図８の風砕スラグは、図示のように、３ｍｍ以下２ｍｍ超の粒が１４重量％、２ｍｍ以下１ｍｍ超の粒が５６重量％、１ｍｍ以下０．６ｍｍ超の粒が２０重量％、０．６ｍｍ以下の粒が１０重量％含まれる。
【００６８】
図９の風砕スラグは、１ｍｍ以下０．６ｍｍ超の粒に分級したものである。
【００６９】
図１０の風砕スラグは、０．６ｍｍ以下の粒に分級したものである。
いずれの場合も、充填量が１５．６ｋｇ／ｍ（空間充填率約８割）、充填量１１．７ｋｇ／ｍ（空間充填率約６割）、充填量が７．５ｋｇ／ｍ（空間充填率約４割）について測定した。
【００７０】
先ず、粒径の影響であるが、３ｍｍ以下で未分粒（種々の粒径を含む）の図８の場合も１ｍｍ以下０．６ｍｍ超に分級した場合も、損失係数ηは殆ど変わらない。なお、図示されないが、３ｍｍ以下２ｍｍ超に分級した場合、２ｍｍ以下１ｍｍ超に分級した場合も損失係数ηが少し下がるくらいで殆ど変わらない。これらのことから、風砕スラグの場合、粒径が３ｍｍ以下であり、且つ１ｍｍ以下のような細かい粒を含むと、損失係数すなわち制振性能の向上が期待できることが判る。
【００７１】
図１０によると、０．６ｍｍ以下（下限は、風砕スラグの製造上の限界から０．ｌｍｍ程度）に分級したものは、３ｍｍ以下のもの、１ｍｍ以下０．６ｍｍ超に分級したものと比べると、損失係数ηがさらに向上している。０．６ｍｍ以下の微細粒子に揃えると、損失係数すなわち制振性能が更に向上することが判る。
【００７２】
また、中空空間１３に充填される粉粒体１４の高さを微妙に調整することにより、或いは中空空間１３に充填される粉粒体１４の粒径を調整することにより、梁１２に伝播する振動の吸収特性を変化させるようにしてもよい。かかる場合には、生成された風砕スラグのうち、所望の粒径からなる風砕スラグのみを選択的に抽出してこれを粉粒体１４として構成することになる。
【００７３】
なお、本発明は、上述の如く梁１２の内部に粉粒体１４を注入する構成に限定されるものではなく、以下に説明する制振床構造２に適用してもよい。この制振床構造２において、上述した制振床構造１と同一の構成要素、部材に関しては、同一の番号を付すことによりここでの説明を省略する。
【００７４】
図１２(a)は、制振床構造２の側面図であり、図１２(b)におけるＣ−Ｃ´断面を示す図である。制振床構造２は、図１２(a),(b)に示すように、床板１１と、この床板１１を支持する梁１２を備えている。またこの制振床構造２では、梁１２に対して外付けの充填部材２１を配設し、かかる充填部材２１の内部に粉粒体１４を注入した中空空間２２が形成されている。充填部材２１は、例えばネジやビス等の固定金具２３により梁１２の側面に固着されている。
【００７５】
充填部材２１は、金属の薄肉形材を折り曲げ加工することにより略長方形状に仕上げた容器であり、その内部には、粉粒体１４が充填可能な中空空間２２が形成されている。また、この中空空間２２内に粉粒体１４が所定の高さに至るまで封入されている。なお、この充填部材２１の材質は、鋼製に限定されるものではなく、プラスチック系を含め他のいかなる材質で構成してもよい。
【００７６】
このような構成からなる制振床構造２において、充填部材２１内に形成された中空空間２２に流動性に優れた粉粒体１４を容易に充填できるため、現場における作業効率性の向上を図ることが可能となり、充填に伴う労力やコストを大幅に軽減することが可能となる。
【００７７】
また、梁１２の内部に充填することなく、制振床構造２の如く梁１２に対して外付けの充填部材２１内に粉粒体１４を充填する場合においても、梁１２の振動に応じて充填部材２１も同様に振動することになり、さらには、その内部に充填された粉粒体１４を振動させることができる。その結果、梁１２を振動させる振動エネルギーの一部が粉粒体１４を振動させるためのエネルギーとして吸収され、下階側へ伝わる振動を抑制することが可能となる。
【００７８】
ちなみに、この充填部材２１の配設位置は、梁１２の側面に限定されるものではなく、床構造の梁１２、床１１又は根太がある場合は根太のいかなる箇所に配設するようにしてもよいし、床がパネルである床構造の場合はこれに配設してもよい。
【００７９】
また本発明は、梁と交差する複数本の根太が設けられる制振床構造３に適用してもよい。この制振床構造３において、上述した制振床構造１と同一の構成要素、部材に関しては、同一の番号を付すことによりここでの説明を省略する。
【００８０】
制振床構造３は、例えば図１３に示すように、Ｈ型鋼としての梁３９と交差する複数本の根太３３が当該梁３９の上に設けられ、かかる根太３３の上に床板１１が取り付けられている。この制振床構造３において、根太３３の端部を連結するための固定金具３１が梁３９上において所定間隔で設けられており、さらに根太３３内部に中空空間７３を形成し、かかる中空空間７３には粉粒体１４が封入されている。
【００８１】
根太３３は、梁３９と同様に建築構造物の骨組部材としての役割を担う。この根太３３は、例えば床板１１に複数本に亘って平行に貼り付けられた上で、図示しないドリルビス等で接合して構成され、さらに梁３９間を架橋するように構成される。床板１１に対して歩行や作業に伴う衝撃が加わると振動が発生し、その振動は先ず根太３３に伝播し、さらに根太３３を介して梁３９にも伝播されることになる。
【００８２】
中空空間７３内には、所定の高さに至るまで粉粒体１４が封入されており、粉粒体はセルフレベリング効果に基づいて水平化されている。
【００８３】
固定金具３１は、例えば図１４,１５に示すように薄型鋼板につき断面コ字状となるように折り曲げられて構成され、両側面には貫通穴５１が形成されている。また、この固定金具３１の貫通穴５１には振動吸収材６１が嵌挿されてなり、固定金具３１における内側底面３１ａと根太３３との間には、振動吸収材５２が介在されている。また根太３３の端部を支持すべく、締結用ネジ４５につき振動吸収材６１を貫通させつつ根太３３内部へ挿入させている。また固定金具３１は、例えば図１５(a)に示すように、梁３９をＨ型鋼材で構成している場合に、梁３９に設けられた貫通穴５４を介してボルト５５並びにナット５６で固定されることになる。
【００８４】
振動吸収材５２,６１は、例えばウレタン系のゴム部材により構成されているが、これを他のいかなる弾性部材に代替してもよいし、また粘弾性部材をこれに代替してもよい。振動吸収材５２は、床板１１から根太３３を介して伝播された衝撃振動を吸収することができ、また固定金具３１の直上に位置する床板１１に対して発生した衝撃振動に関しても同様に吸収することができる。即ち、この振動吸収材５２を配設することにより、固定金具３１へ伝播してくる振動を一気に吸収し、ひいては、梁３９へ伝達される振動を大幅に減衰させることが可能となる。梁３９へ伝播させる振動を小さくすることができれば、梁３９を介して下階へ伝播する固体伝播音を小さくすることができ、上述の制振性の向上に加えて、重量物の落下音等に代表される重量衝撃音、スプーンの落下音や椅子の引きずり音等に代表される軽量衝撃音を有効に遮音することができる。
【００８５】
振動吸収材６１についても同様に、根太３３に伝わる振動を吸収することができ、振動吸収材５２による遮音効果を助長させることができるとともに、さらには根太３３に対して地震等に基づく水平方向の振動が加わった場合においても、これを効率よく吸収することが可能となる。なお、図１５に示す振動吸収材５２,６１の位置に変えて根太３３と床との間に設置してもよい。
【００８６】
即ち、この制振床構造３においては、軽量衝撃音に関しては、上述の如く粉粒体１４を振動させることにより遮音することができ、重量衝撃音に関しては、振動吸収材５２,６１を設けることにより、これを効果的に遮音することができる。この制振床構造３は、軽量衝撃音と重量衝撃音の双方が発生しえる建築構造物に配設することにより、これらを異なるメカニズムに基づいて遮音することができる点において有効である。
【００８７】
なお、この制振床構造３は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば図１６に示すように、固定金具３１を省略することにより、梁３９とこれに交差する根太３３との間において振動吸収材６１を直接的に介在させるようにしてもよい。かかる構成において、振動吸収材６１は、例えばＳ字状に折り曲げた固定用金物８１により、梁３９に対して固定しておくようにしてもよい。即ち、この図１６に示す構成においては、固定金具３１の構成を省略した場合においても同様に重量衝撃音を吸収することができるとともに、かかる固定金具３１を用意するためのコストや労力等を解消することができる点において有効となる。なお、図１６に示す振動吸収材６１の位置に変えて根太３３と床との間にまたは根太３３と梁３９の間に設置してもよい。
【００８８】
また、上述した制振床構造３においても、根太３３の内部に設けられた中空空間に粉粒体１４を注入する代わりに、梁３９や根太３３の側面に対して外付けの充填部材７６を配設し、かかる充填部材７６内に粉粒体１４を注入するようにしてもよい。
【００８９】
図１７(a)は、根太３３の側面に対して充填部材７６ａを配設する構成における正面図であり、図１７(b)は、そのＡ−Ａ´断面図を示している。この充填部材７６ａは四角柱状となるように形作られ、長手方向が梁３９や根太３３が伸びている方向と一致するように配設されることになる。
【００９０】
充填部材７６ａの高さは、梁３９や根太３３の高さと略同一となるように調整されてなり、根太３３の両側面に配設されるようにしてもよいし、何れか一方の側面に配設されるようにしてもよい。さらに、この充填部材７６ａは、例えば図１７(a)に示すように先端に向かうにつれて先細になるように形成されていてもよい。
【００９１】
また図１８(a)は、充填部材７６ｂの長手方向が根太３３に対して垂直となるように配設する構成における正面図であり、図１８(b)はその断面図を示している。かかる構成において充填部材７６ｂは、根太３３を互いに連結するように配設されることになる。
【００９２】
この制振床構造３においても、外付けとした充填部材７６を備えることにより、制振床構造２と同様に、床板１１を介して根太３３に伝播した振動に応じて充填部材７６も同様に振動させることができ、さらには、その内部に充填された粉粒体１４を振動させることができるため、結果として、制振性を向上させることができ、重量衝撃音とともに、特に軽量衝撃音を遮音することが可能となる。
【００９３】
また、梁３９と根太３３との間で弾性率が著しく異なる場合には、かかる弾性率の違いに基づいて充填部材７６の配設位置を決めるようにしてもよい。
【００９４】
例えば図１９に示すように、互いに直交する梁３９と根太３３において、梁３９の直上に緊結された根太３３の上の床板１１に直接衝撃を加えると、梁３９が衝撃に伴う振動を受け持つことになる。その結果、梁３９は、根太３３よりも激しく振動することになる。
【００９５】
このため、図１９に示すように充填部材７６を梁３９に沿って配設することにより、梁３９に伝播した衝撃を直接的に吸収することができ、梁３９の振動を減衰させることが可能となる。
【００９６】
なお、本発明を適用した制振床構造１〜３においては、建築構造物に配設される場合に限定されるものではなく、船舶や車両等のいかなるものに配設してもよいことは勿論である。
因みに、上述した例においては、粉粒体１４として溶融メタルを利用する場合には、その嵩比重につき、３．０〜４．０ｔ／ｍ３で構成することができることから、制振性能、遮音性能を向上させることができ、しかも、この粉粒体として溶融メタルを利用することができることから、製作コストを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を適用した制振床構造の構成を示す図である。
【図２】粉粒体としての溶融メタルの成分につき示す図である。
【図３】粉粒体としての風砕スラグの粒径分布につき説明するための図である。
【図４】粉粒体を梁内部に設けられた中空空間へ充填する方法につき説明するための図である。
【図５】粉粒体を梁内部に設けられた中空空間へ充填する方法につき説明するための他の図である。
【図６】梁１２における所望の局所領域に粉粒体を充填する方法につき説明するための図である。
【図７】風砕スラグの制振性能を示すグラフ図である。
【図８】風砕スラグの制振性能を示すグラフ図である。
【図９】風砕スラグの制振性能を示すグラフ図である。
【図１０】風砕スラグの制振性能を示すグラフ図である。
【図１１】共振点の周波数につき説明するための図である。
【図１２】粉粒体が充填された充填部材を梁に外付けする制振床構造の構成図である。
【図１３】梁と交差する複数本の根太が設けられる制振床構造の斜視図である。
【図１４】梁と根太との間に設けられる固定金具の斜視図である。
【図１５】梁と根太との間に設けられる固定金具の断面図並びに側面図である。
【図１６】梁とこれに交差する根太との間において振動吸収材を直接的に介在させる例につき示す図である。
【図１７】梁や根太の側面に対して外付けの充填部材を配設し、かかる充填部材内に粉粒体を注入する構成につき示す図である。
【図１８】充填部材の他の配設例につき説明するための図である。
【図１９】互いに弾性率の異なる梁と根太からなる床構造において充填部材を配設する例につき説明するための図である。
【図２０】従来において提案された遮音床の構成につき説明するための図である。
【図２１】従来において提案された制振床の構成につき説明するための図である。
【図２２】従来において提案された床構造の構成につき説明するための図である。
【符号の説明】
【００９８】
１,２,３  制振床構造
１１  床板
１２,２５  梁
１３,２２,７３  中空空間
１４  粉粒体
１６  開口部
１７ａ,１７ｂ  蓋
１８ａ,１８ｂ  かしめ
２０ａ,２０ｂ  発泡系断熱材
２１,７６  充填部材
２３,３１  固定金具
３３  根太
５１  貫通穴
５２,６１  振動吸収材
５５  ボルト
５６  ナット
【図１】
2006112219.tif 000003
【図２】
2006112219.tif 000004
【図３】
2006112219.tif 000005
【図４】
2006112219.tif 000006
【図５】
2006112219.tif 000007
【図６】
2006112219.tif 000008
【図７】
2006112219.tif 000009
【図８】
2006112219.tif 000010
【図９】
2006112219.tif 000011
【図１０】
2006112219.tif 000012
【図１１】
2006112219.tif 000013
【図１２】
2006112219.tif 000014
【図１３】
2006112219.tif 000015
【図１４】
2006112219.tif 000016
【図１５】
2006112219.tif 000017
【図１６】
2006112219.tif 000018
【図１７】
2006112219.tif 000019
【図１８】
2006112219.tif 000020
【図１９】
2006112219.tif 000021
【図２０】
2006112219.tif 000022
【図２１】
2006112219.tif 000023
【図２２】
2006112219.tif 000024