(57)【要約】【課題】マスの質量効果を用いることなく良好に床構造体の振動を減衰することのできる床用振動減衰装置を実現する。【解決手段】この床用振動減衰装置は、構造物の床構造体の上下いずれか一方の面側に、該面に対して離間して配置された剛性板と、剛性板を床構造体に対して振動絶縁状態で連結する防振支持機構と、床構造体と剛性板との間に配置され、床構造体と剛性板とにより予圧縮が付与されている減衰部材とを具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の床構造体の上下いずれか一方の面または、両方の面に、該面に対して離間して配置された剛性板と、
前記剛性板を前記床構造体に対して振動絶縁状態で連結する防振支持機構と、
前記床構造体と前記剛性板との間に配置され、前記床構造体と前記剛性板とにより予圧縮が付与されている減衰部材と
を具備する床用振動減衰装置。
【請求項２】
請求項１に記載の床用振動減衰装置であって、
前記減衰部材は、樹脂エラストマー及び／又はゴムからなることを特徴とする床用振動減衰装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の床用振動減衰装置であって、
前記防振支持機構は、予圧縮が付与された防振部材を介して前記剛性板を前記床構造体に連結することを特徴とする床用振動減衰装置。
【請求項４】
請求項３に記載の床用振動減衰装置であって、
前記防振部材は、第１の防振部材と第２の防振部材と、を有し、
前記防振支持機構は、
前記剛性板を挟んで、前記床構造体に対向して配置される第１の加圧板と、
前記剛性板と前記第１の加圧板との間に配置される第１の防振部材と、
前記剛性板を挟んで、前記第１の加圧板に対向して配置される第２の加圧板と、
前記剛性板と前記第２の加圧板との間に配置される第２の防振部材と、を具備し、
前記第１の加圧板と前記第２の加圧板とが所定距離を保持する状態で挟持され、少なくとも前記第１の防振部材に予圧縮を付与する
床用振動減衰装置。
【請求項５】
請求項３に記載の床用振動減衰装置であって、
前記防振部材は、第１の防振部材と第２の防振部材と、を有し、
前記防振支持機構は、
前記剛性板を貫通するスリーブと、
前記剛性板を挟んで、前記床構造体に対して対向して配置され、前記スリーブを介して、前記床構造体に突き当てられる第１の加圧板と、
前記剛性板と前記第１の加圧板との間に配置される第１の防振部材と、
前記剛性板と前記床構造体との間に配置される第２の防振部材と、
前記スリーブ内に挿通され、前記第１の加圧板と前記床構造体とが前記スリーブに突き当てられる状態に保持するとともに、少なくとも前記第１の防振部材に予圧縮を付与するボルトとを具備する
床用振動減衰装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の床用振動減衰装置を床構造体の上面又は下面のいずれか一方、または、両方に備えた
防振床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般住宅、アパート、ビル等の建築物や大型船舶等、主に階層構造を有する構造物の床構造体の振動を減衰する床用振動減衰装置および防振床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の住戸・住宅（以下、住戸という）においては、規格パネルあるいは軽量鉄骨材等を組み立てて居住空間を構成する、２×４工法やプレハブ工法、鉄筋コンクリート工法などによる建築が増えている。これらの現代建築物においては、新建材などの軽量高剛性材が使用されることが多く、建材そのものが振動を伝播しやすい性質を有している。
【０００３】
また、従来工法による住戸においても、広い居住空間を得るために柱や壁を削減して床面を広くとることにより、床自体が振動しやすい構造となっている場合がある。
このような床面自体が振動しやすい構造である場合、特に、上階の住民の歩行振動（音）など、所謂重量衝撃音（ＬＨ）が問題視される。これらの床振動を防振する手段としては、大梁、小梁などの梁材の剛性を上げる方法や、床自体の剛性を上げる方法があるが、コストが嵩むうえ、重量増加を招くことから、このような方法による防振対策では、十分な防振効果を得ることが難しいものであった。
【０００４】
重量衝撃音を低減するダンパーとして、液封ダンパーとマスとで構成される粘性マスダンパーが知られている。液封ダンパーは、ダンピングオイルが充填された密封容器と、密封容器のオイル室内に一端部が挿入された軸とを有し、この軸のオイル室内の一端部にはダンピングプレートが取り付けられる。そして、軸の他端部は床の構造体に結合される。この液封ダンパーの密封容器には、金属製リングなどの質量体、すなわち、マスが取り付けられる。
【０００５】
このような粘性マスダンパーでは、軸が取り付けられた床構造物が振動すると、マスが取り付けられた密封容器と密封容器内に配置されたダンピングプレートとの間に相対変位が生じ、この密封容器に充填されたダンピングオイルをダンピングプレートが撹拌することになる。この際ダンピングオイルの流動抵抗によって、床構造物の振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて大気に消散する。この結果として、床構造物の振動が減衰する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような粘性マスダンパーでは、マスが重いほど慣性が強く働くため、振動で揺れる床とマスとの相対変位が大きくなり、振動減衰性も高くなる。したがって、振動減衰効果の高い粘性マスダンパーは重く、大きくなる。加えて、床構造体が支持する荷重も大きくなる。このため、粘性マスダンパーは構造が複雑で高価なものとなるうえ、床側の取付け部の強度も必要になり、設置コストが嵩むものであった。また、粘性マスダンパーの取付けには、床構造体の下方に大きなスペースが必要になるという問題があった。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、重く、大きく、複雑な振動減衰機構を用いることなく、良好に床構造体の振動を減衰することができ、設置自由度が高く、施工も容易な床用振動減衰装置および防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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る床用振動減衰装置は、
構造物の床構造体の上下いずれか一方の面または、両方の面に、該面に対して離間して配置された剛性板と、
前記剛性板を前記床構造体に対して振動絶縁状態で連結する防振支持機構と、
前記床構造体と前記剛性板との間に配置され、前記床構造体と前記剛性板とにより予圧縮が付与されている減衰部材と
を具備する。
【００１０】
本発明においては、剛性板を床構造体に対して振動絶縁状態で支持するものである。そのため、入力された衝撃（振動）によって、振動する床構造体に対して、剛性板はこれに追従せず、一定位置に留まろうとするので、床構造体と剛性板の間に挟持された減衰部材により床構造体の振動を減衰する。このとき、減衰部材は、剛性板に当接する側が変形しないのに対し、床構造体に当接する側は、床構造体の振動に応じて変形圧力が繰り返し印加されることになる。減衰部材は、この変形圧力により、強制的に変形されることになるが、減衰部材が有する内部減衰により振動エネルギーを熱エネルギーに変換して大気に消散する、すなわち振動を減衰する。これにより、高い振動減衰効果を有しながら、軽量で、厚みサイズが小さく、設置自由度が高い床用振動減衰装置とすることができる。なお、剛性板は、振動絶縁状態で床構造体に支持しているため、剛性板自体が振動の伝達経路となることもない。さらに、減衰部材の経年的なへたりがすすんでも、少なくとも予圧縮分の力が減衰部材を床構造体の面に押し付けようとする力として働くので、振動減衰効果が低下しにくく、長寿命化を図れる。
本発明の床用振動減衰装置は、床構造体の上下いずれかの面、または、その両面に設けることができる。
【００１１】
前記減衰部材は、樹脂エラストマー及び／又はゴムからなるものであってよい。
減衰部材の素材としては、内部減衰性およびコスト面から、ゴム系素材が好ましく、特に限定するものではないが、天然ゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、ＥＰＤＭ、シリコーンゴムおよびこれらの合成ゴムを使用することができる。特に、内部減衰の高いアクリルゴム、ブタジエンゴムおよびその混合ゴムが好ましい。
【００１２】
前記防振支持機構は、予圧縮が付与された防振部材を介して前記剛性板を前記床構造体に連結するように構成されてもよい。
剛性板を予圧縮を付した防振部材で支持することで、特に予圧縮の荷重範囲内の振動、例えば、高周波微振動に関して、より振動絶縁性が高くできる。そのため、床構造体が高周波振動した場合でも、剛性板には、振動が伝播されないため、挟持された減衰部材に効率よく変形圧力を付与でき、高い減衰性を奏せしめる。従って、重量衝撃音のような音波振動に対しても、高い振動減衰性が期待できる。
【００１３】
さらに、本発明に係る床用振動減衰装置において、前記防振部材は、第１の防振部材と第２の防振部材と、を有し、前記防振支持機構は、前記剛性板を挟んで、前記床構造体に対向して配置される第１の加圧板と、前記剛性板と前記第１の加圧板との間に配置される第１の防振部材と、前記剛性板を挟んで、前記第１の加圧板に対向して配置される第２の加圧板と、前記剛性板と前記第２の加圧板との間に配置される第２の防振部材と、を具備し、前記第１の加圧板と第２の加圧板とは、所定距離で保持する第１の加圧板と第２の加圧板と、を具備し、前記第１の加圧板と前記第２の加圧板とが所定距離を保持する状態で挟持され、少なくとも前記第１の防振部材に予圧縮を付与するように構成されてよい。
【００１４】
本発明においては、剛性板を第１の防振部材及び第２の防振部材を介して、第１の加圧板と第２の加圧板で所定距離を保持した状態で挟持しているので、第１の防振部材と、第２の防振部材とで、それぞれ適するゴム、樹脂エラストマーまたは金属スプリングを選択し、それぞれ適するばね定数等を設定することができる。もちろん、第１の防振部材と第２の防振部材とで、同一のゴム、同一の樹脂エラストマーを用いても良いことは、当然である。その場合は、第１の防振部材と第２の防振部材とを一体に形成した防振部材としてもよい。
【００１５】
さらに、本発明に係る床用振動減衰装置において、前記防振部材は、第１の防振部材と第２の防振部材と、を有し、前記防振支持機構は、前記剛性板を貫通するスリーブと、前記剛性板を挟んで、前記床構造体に対して対向して配置され、前記スリーブを介して、前記床構造体に突き当てられる第１の加圧板と、前記剛性板と前記第１の加圧板との間に配置される第１の防振部材と、前記剛性板と前記床構造体との間に配置される第２の防振部材と、前記スリーブ内に挿通され、前記第１の加圧板と前記床構造体とが前記スリーブに突き当てられる状態に保持するとともに、少なくとも前記第１の防振部材に予圧縮を付与するボルトとを具備するものであってよい。
【００１６】
本発明においては、剛性板を第１の防振部材及び第２の防振部材を介して、第１の加圧板と床構造体で挟持し、剛性板を貫通するスリーブを第１の加圧板と床構造体の対向面で突き当てるように配置し、第１の加圧板と床構造体の距離が所定距離となるように保持しているので、上記発明と同様の効果を有する。これに加え、剛性板をスリーブが貫通しているので、組み立て時において、剛性板の位置ズレが生じない。よって、容易かつ確実に床構造体に床用振動減衰装置を取り付けることができる。
【００１７】
また、本発明の別の形態である防振床構造は、上記の床用振動減衰装置を前記床構造体の上面又は下面、あるいは両面に備えて構成されるものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明にかかる床用振動減衰装置によれば、少ない占有スペースでありながら、良好に床構造体の振動を減衰することができ、特に、重量衝撃音（ＬＨ）の伝播を低減することができる。また、装置重量が軽く、設置自由度の高い低コストな防振床構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態である床用振動減衰装置が床パネルに取り付けられた状態を示す平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本実施形態の床用振動減衰装置の要部を示す断面図である。
【図４】減衰部材に予圧縮を付与される前の床用振動減衰装置の状態を示す断面図である。
【図５】図３の実施形態の変形例である床用振動減衰装置の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態である床用振動減衰装置が床パネルに取り付けられた状態を示す平面図、図２は図１の側面図、図３は本実施形態の床用振動減衰装置の要部を示す断面図である。なお、説明においては、便宜上、図の上方を上と表現し、図の下方を下として表現するが、本発明がこの表現に限定されないことは当然である。
【００２１】
これらの図に示されるように、本実施形態の床用振動減衰装置１は、構造物の床パネル２の下側の面２ａに対して離間して配置された鉄板などの剛性板１１と、この剛性板１１を床パネル２に対して振動絶縁状態で連結する防振支持機構１３と、床パネル２と剛性板１１との間に予圧縮を付与されて配置された減衰部材１５とを具備する。
【００２２】
本実施形態では、剛性板１１として、例えば厚みが１．８ｍｍの鉄板などが用いられる。この剛性板１１は、構造物の床パネル２の下面２ａから例えば１０ｍｍ程度離間した位置に床パネル２の下面２ａに対して平行に配置される。
【００２３】
減衰部材１５は、樹脂エラストマー及び／又はゴムからなる。ゴムにはブチルゴムを使用することができる。その他、グラスウールやスポンジなど、床パネル２と剛性板１１との相対変位を吸収し、熱エネルギーとして大気に放出することが可能な部材であればよく、特に、高い内部減衰性を有する高減衰材が好ましい。
減衰部材１５は、剛性板１１の上側の面に載置される。この場合、必要に応じて、減衰部材１５を剛性板１１に接着剤などを用いて接着することとしても良い。
【００２４】
防振支持機構１３は、防振部材としてのインシュレータゴム１３３と、加圧板付スリーブ１３２と、インシュレータゴム１３３を床パネル２の下面２ａに固定するためのボルト１３５により構成される。加圧板付スリーブ１３２は、スリーブ１３２ａ、スリーブ１３２ａの端部外周に設けられた加圧板１２３ｂとで構成される。インシュレータゴム１３３は、支持体である加圧板付スリーブ１３２のスリーブ１３２ａの外周部で摺動可能に支持される。インシュレータゴム１３３の外周面にはくびれ部１３３ａが設けられ、このくびれ部１３３ａに、剛性板１１に設けられた取付孔１１ａの周縁部分が嵌め込まれる。これにより剛性板１１は、インシュレータゴム１３３のくびれ部１３３ａより下の第１の防振部材１３３ｂとくびれ部１３３ａより上の第２の防振部材１３３ｃとの間に挟み込まれて床パネル２に対して振動絶縁状態で支持される。
【００２５】
また、インシュレータゴム１３３は、床パネル２の下面２ａと加圧板付スリーブ１３２の加圧板１３２ｂとの間において圧縮可能に配置されている。ボルト１３５は、周面にネジ溝が設けられた軸部１３５ａと、頭部１３５ｂとを有する。ボルト１３５の軸部１３５ａは、加圧板付スリーブ１３２のスリーブ１３２ａを通して床パネル２に埋め込まれたアンカー３に連結されることによって床パネル２に固定される。
【００２６】
図４は減衰部材１５に予圧縮が付与される前の床用振動減衰装置１の状態を示す断面図である。スリーブ１３２ａの高さ寸法Ｌｓは、圧縮される前のインシュレータゴム１３３の高さ寸法Ｌｉよりも小さい。
【００２７】
ボルト１３５がスリーブ１３２ａに挿入され、軸部１３５ａのねじ溝がアンカー３にねじ込まれると、ボルト１３５の頭部１３５ｂの床パネル２側の端面１３５ｃで加圧板付スリーブ１３２の加圧板１３２ｂの下面１３２ｃを押圧しつつ、加圧板付スリーブ１３２の上端１３２ｄが床パネル２の下面２ａに当接するまで加圧板付スリーブ１３２が押し上げられる。すると、図３に示したように、加圧板付スリーブ１３２が押し上げられた分だけインシュレータゴム１３３が圧縮されるとともに、インシュレータゴム１３３のくびれ部１３３ａの高さ位置が床パネル２の下面２ａに近付くことによって剛性板１１の高さ位置が床パネル２の下面２ａに近付く。このとき、インシュレータゴム１３３が圧縮されることによって、第１の防振部材１３３ｂは、加圧板１３２ｂと剛性板１１とにより圧縮され、第２の防振部材１３３ｃは、剛性板１１と床パネル２の下面２ａとにより圧縮され、第１の防振部材１３３ｂと第２の防振部材１３３ｃは、予圧縮が印加された状態で保持される。また、このとき、剛性板１１は、第１の防振部材１３３ｂ及び第２の防振部材１３３ｃにより、床パネル２の下面２ａと所定距離Ｌｐ（第２の防振部材１３３ｃの圧縮時高さ）で保持されているため、床パネル２の下面２ａと剛性板１１との間に配置された減衰部材１５は厚み方向に圧縮される。すなわち、減衰部材１５に一定の予圧縮が付与される。
【００２８】
本実施形態の床用振動減衰装置１を、床パネル２に取り付ける場合には、図１に示したように、剛性板１１の例えば四隅の部分が各々、防振支持機構１３によって床パネル２に対して振動絶縁状態で支持される。これにより、本発明に係る防振床構造が実現される。図１に示す例では、幅６００ｍｍ、長さ１８００ｍｍのＡＬＣ製の床パネル２に対して長手方向に２つの床用振動減衰装置１を並べて配置した場合を示している。
【００２９】
このように、床パネル２の下面２ａと、床パネル２に対して振動絶縁状態で支持された剛性板１１との間に予圧縮が付与された減衰部材１５を配置したことによって、高い振動減衰効果をもちながら、より軽量で、厚みサイズが小さく、設置自由度が高い床用振動減衰装置１が得られる。
【００３０】
また、減衰部材１５の経年的なへたりがすすんでも、少なくとも予圧縮分の力が減衰部材１５を床パネル２の下面２ａに押し付けようとする力として働くので、振動減衰効果が低下しにくく、長寿命化を図れる。
【００３１】
なお、剛性板１１は、鉄板以外に、アルミ二ウムなどの他の金属製の板、あるいは、剛性の高いものであれば樹脂製の板であってもよい。しかしながら、剛性板１１は、慣性マスとしても機能することができるため、安価、且つ、比重の重い鉄板がより好ましい。
【００３２】
本発明において、構造物とは、ビル、アパート、住宅など建築物の他、フェリー、クルーザーなどの船舶、二階建てバスなど階層構造を有する構造物が該当する。
【００３３】
また、上記実施形態においては、床パネルを用いて説明したが、必ずしもパネル体である必要はなく、本発明の床用振動減衰装置は、軽量気泡コンクリート(ＡＬＣ：Autoclaved lightweight aerated Concrete)製の床パネルの他、その他の軽量コンクリート製の床構造体、鉄筋コンクリート製の床構造体、木造住戸の床構造体、テラス、デッキ、階段など、様々な種類の床構造体に適用可能である。
【００３４】
さらに、上記の実施形態では、床用振動減衰装置を床パネル２の下方に取り付ける場合について説明したが、床パネル２の上側の面に取り付けることも可能である。
【００３５】
床パネル２の減衰部材１５との当接面が、減衰部材１５の密着性が十分に得られない程度に粗い場合、床パネル２と減衰部材１５との間に補助板を加えてもよい。この場合、補助板は、減衰部材１５に対して密着性を有するとともに、床パネル２の当接面に対して、ある程度形状追従性を有していることが好ましい。補助板としては、樹脂板、アルミ板、鉄製の薄板などが好ましい。
【００３６】
＜変形例＞
図５は上記の実施形態の床用振動減衰装置の変形例を示す要部の断面図である。
この床用振動減衰装置において、防振支持機構１３Ａは、剛性板１１を挟んで、床パネル２に対向して配置される第１の加圧板１３２ｅと、剛性板１１と第１の加圧板１３２ｅとの間に配置される第１の防振部材１３３ｅと、剛性板１１を挟んで、第１の加圧板１３２ｅに対向して配置される第２の加圧板１３２ｆと、剛性板１１と第２の加圧板１３２ｆとの間に配置される第２の防振部材１３３ｆと、第１の加圧板１３２ｅと第２の加圧板１３２ｆとの間の距離を所定距離で保持して挟持するとともに、床パネル２の下面２ａに固定するブラケット１６とを具備する。
【００３７】
そして、防振支持機構１３Ａは、床パネル２の下面２ａと剛性板１１との間に配置された減衰部材１５を予圧縮を付与した状態で挟持する。つまり、防振支持機構１３Ａのブラケット１６は、剛性板１１と床パネル２の下面２ａとの距離が、所定距離Ｌｐ、すなわち、減衰部材１５の自由高さよりも短い距離となるように剛性板１１の位置を保持する。
【００３８】
この床用振動減衰装置では、少なくとも第１の防振部材１３３ｅに予圧縮が付与される。
なお、この床用振動減衰装置は床パネル２の上面側に設けてもよい。
【００３９】
上記変形例においては、第１の加圧板１３２ｅと第２の加圧板１３２ｆがなす所定距離Ｌｓは、第１の加圧板１３２ｅの下面に延びるブラケット１６の支持腕１６ａと第２の加圧板１３２ｆの上面に延びるブラケット１６の支持腕１６ｂの挟持幅（高さ）によって調整することとしたものである。本発明は、これに限定されず、例えば、上記変形例において、第１の防振部材、剛性板１１、第２の防振部材を貫通するスリーブを用いて、このスリーブの下端が第１の加圧板１３２ｅの上面に、スリーブの上端が第２の加圧板１３２ｆの下面に突き当たるように配置し、当該スリーブ内に挿通させたボルト及びナットにより、第１の加圧板１３２ｅと第２の加圧板１３２ｆとの間の距離が、所定距離Ｌｓとなるように保持し、ブラケットによって、床パネル２の下面２ａに固定することとしてもよい。この場合、スリーブ長さ（高さ）が所定距離Ｌｓと同等のスリーブを用いる。また、ブラケット１６の支持腕１６ａ、１６ｂによる挟持幅の調整は不要となるので、第１の加圧板１３２ｅ又は第２の加圧板１３２ｆのいずれか一方を固定すれば足りる。
【００４０】
その他、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１…床用振動減衰装置
２…床パネル
２ａ…下面
１１…剛性板
１１ａ…取付孔
１３…防振支持機構
１５…減衰部材
１３２…加圧板付スリーブ
１３２ａ…スリーブ
１３２ｂ…加圧板
１３３…インシュレータゴム
１３３ａ…くびれ部
１３３ｂ…第１の防振部材
１３３ｃ…第２の防振部材
１３５…ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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