(57)【要約】【課題】主に、床の遮音性能をこれまでよりも高めることができるようにする。【解決手段】床梁６，６間に床小梁１５を架け渡して成る床枠部の上面に床面材１６を取り付けて床部１７を構成すると共に、床小梁１５に対し、床面材１６と平行な面を有する板状部材２２と、板状部材２２の幅両端部に設置した重錘部２３とを有するダンパー２１を取付けた床構造に関する。  板状部材２２は、幅中央部を床小梁１５に取付けるようにする。  そして、板状部材２２の幅中央部から幅端部までの長さを１９０ｍｍ以上で且つ２００ｍｍ以下とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床梁間に床小梁を架け渡して成る床枠部の上面に床面材を取り付けて床部を構成すると共に、
前記床小梁に対し、前記床面材と平行な面を有する板状部材と、該板状部材の幅両端部に設置した重錘部とを有するダンパーを取付けた床構造において、
前記板状部材は、幅中央部を前記床小梁に取付けると共に、
前記板状部材の前記幅中央部から幅端部までの長さを１９０ｍｍ以上で且つ２００ｍｍ以下としたことを特徴とする床構造。
【請求項２】
請求項１に記載の床構造において、
前記板状部材の前記床小梁に沿う方向の長さを３５０ｍｍにすると共に、
前記重錘部の重さを５．４ｋｇ以上で且つ６．０ｋｇ以下としたことを特徴とする床構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の床構造において、
前記ダンパーを、前記床小梁の中心とその両側との３箇所以上の位置に設けると共に、
隣接する前記ダンパーを、２ｍｍ以上で且つ３０ｍｍ以下の隙間を有して設置したことを特徴とする床構造。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の床構造において、
前記床小梁の長さを２２７３ｍｍにすると共に、
前記床小梁の重さを２１．３８ｋｇ以上で且つ２３．５１ｋｇ以下としたことを特徴とする床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、床構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場で予め製造された建物ユニットを建築現場へ搬送して、建築現場で複数の建物ユニットを組み立てることによってユニット建物を構築するユニット工法が行われている。
【０００３】
一方、住宅などの建物では、床の遮音性能を高めることが求められており、ユニット建物においても床の遮音性能を高めるのに有効なダンパーが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８５４５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、住環境意識の高まりによって、床の遮音性能をこれまでよりも高くすることが求められており、上記したダンパーについても改良して遮音性能を高める必要性が生じている。
【０００６】
そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、床梁間に床小梁を架け渡して成る床枠部の上面に床面材を取り付けて床部を構成すると共に、前記床小梁に対し、前記床面材と平行な面を有する板状部材と、該板状部材の幅両端部に設置した重錘部とを有するダンパーを取付けた床構造において、前記板状部材は、幅中央部を前記床小梁に取付けると共に、前記板状部材の前記幅中央部から幅端部までの長さを１９０ｍｍ以上で且つ２００ｍｍ以下としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成によって、ダンパーの基本的な構造を変えることなく、ダンパーの各部を最適化して、床の遮音性能をこれまでよりも高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるユニット建物の全体斜視図である。
【図２】図１のユニット建物に用いられる建物ユニットの全体斜視図である。
【図３】ユニット建物のダンパーが設置された部分の縦断面図である。
【図４】ダンパーの斜視図である。
【図５】ダンパーと床小梁に対する最適化のための構造条件を示す表である。
【図６】図５の構造条件による試験結果をまとめた表である。
【図７】床構造に対するダンパーの配置を示す平面図である。
【図８】床小梁における一次固有振動数と、二次固有振動数および三次固有振動数との関係を示す図である。
【図９】本実施の形態の床構造と床の遮音性能との関係を示すグラフおよびグラフの基となるデータをまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図９は、この実施の形態を説明するためのものである。
【実施例１】
【００１１】
＜構成＞以下、構成について説明する。
【００１２】
工場で予め製造された建物ユニットを建築現場へ搬送して、建築現場で複数の建物ユニットを並べて組み立てることによってユニット建物を構築する。
【００１３】
図１は、ユニット建物１を示すものであり、ユニット建物１は、基礎２の上に下階の建物ユニット３が複数設置され、下階の建物ユニット３の上に上階の建物ユニット４が複数設置され、上階の建物ユニット４の上に屋根パネル５が設置された多階構造のものとなっている。
【００１４】
各建物ユニット３，４は、図２に示すように、平面視矩形状に組まれた床梁６，７と平面視矩形状に組まれた天井梁８，９との４つのコーナー部間を４本の柱１１で連結して成るボックスラーメン構造のユニットフレームを備えている。床梁６，７および天井梁８，９はＣ字断面の溝形鋼などで構成されており、柱１１は角型鋼管などで構成されている。
【００１５】
そして、床梁６，７および天井梁８，９は、それぞれ平行な一対の桁梁（長尺の床梁６および天井梁８）と平行な一対の妻梁（短尺の床梁７および天井梁９）とで構成されており、長尺の床梁６，６間に床小梁１５を架け渡して床枠部とし、床枠部の上面に床面材１６を取り付けて床部１７を構成している。同様に、長尺の天井梁８，８間に天井野縁１８を架け渡して天井枠部とし、天井枠部の下面に天井面材１９を取り付けて天井部を構成している。
【００１６】
床小梁１５および天井野縁１８は、桁梁（長尺の床梁６および天井梁８）に沿い所要の間隔で妻梁（短尺の床梁７および天井梁９）と平行に複数本設けられている。床小梁１５および天井野縁１８は、角型鋼管や角材などで構成することができる。この場合、少なくとも、床小梁１５には、角型鋼管が使用されている。
【００１７】
このような、ユニット建物１に対し、図３に示すように、下階の建物ユニット３の天井部の上に位置する上階の建物ユニット４の床部１７の下に、ダンパー２１を取付ける。
【００１８】
このダンパー２１は、床小梁１５に対して取付けられる。そして、ダンパー２１は、図４に示すように、床面材１６と平行な面を有する板状部材２２と、板状部材２２の幅両端部に設置した重錘部２３（マス）とを有するものとされる。
【００１９】
ここで、ダンパー２１は、床小梁１５の下部に、床小梁１５と接触しない所要の間隔２４（図３参照）を有して設置される。ダンパー２１は、木製や金属製の取付部材２５を介して床小梁１５の側面などに取付けられる。ダンパー２１の床小梁１５への取付けは、釘やネジなどの取付具や接着剤などによって行うことができる。
【００２０】
板状部材２２は、弾性変形が可能なものとされる。板状部材２２には、例えば、床面材１６に使用したパーチクルボードなどの構造材の端材やその他の廃材などを使うことができる。
【００２１】
重錘部２３は、同じものが左右一対設けられ、板状部材２２の幅両端部の上部に載置した状態で固定される。この重錘部２３には、ブロックなどの廃材や、サイルシートなどの制振シートの端材を積層したものなどを使用することができる。
【００２２】
そして、以上のような構成に対し、この実施例は、以下のような構成を備えている。
【００２３】
即ち、上記したダンパー２１の基本的な構造を変えずに、図５、図６にまとめて示すように、ダンパー２１の各部の最適化を図るようにする。以下、順を追って説明する。
【００２４】
（１）板状部材２２は、幅中央部を床小梁１５に取付けるようにする。そして、板状部材２２の幅中央部から幅端部までの長さ（＝ａ／２：ａは図４参照）を１９０ｍｍ以上で且つ２００ｍｍ以下とする（図５および図６のＮｏ（２）および（１）に相当）。
【００２５】
ここで、板状部材２２は、幅中央部を床小梁１５に取付けることで、幅両端部が自由端となる。そして、自由端となった幅両端部に取付けられた重錘部２３が板状部材２２の弾性変形によって上下に振動することで制振効果や遮音効果が得られるものとなる。板状部材２２の幅中央部を床小梁１５に取付けることで、ダンパー２１は、左右対称構造となり、耐久性の向上と安定した遮音性能とを得られるものとなる。ダンパー２１は、板状部材２２と重錘部２３とによって構成されているので、構造が簡単であり、低コストでしかも温度変化の影響を受けないものとなる。
【００２６】
この場合、板状部材２２は、厚さ２０ｍｍ程度のものを使用している。板状部材２２の幅中央部から幅端部までの長さは、板状部材２２の幅（＝ａ）の半分の長さのことである。よって、板状部材２２の幅ａは、３８０ｍｍ〜４００ｍｍとなる。これは、これまでのダンパー２１のものよりも小さくなっている。
【００２７】
（２）板状部材２２の床小梁１５に沿う方向の長さ（＝ｂ：図４参照）を３５０ｍｍにする。そして、重錘部２３の重さを５．４ｋｇ以上で且つ６．０ｋｇ以下とする（図５および図６のＮｏ（４）および（３）に相当）。
【００２８】
ここで、板状部材２２の床小梁１５に沿う方向の長さ（＝ｂ）は、板状部材２２の奥行きである。重錘部２３は、例えば、幅（＝ｃ）が１００ｍｍで、奥行き（＝ｂ）が３５０ｍｍで、厚み（＝ｄ）が４８ｍｍ〜６０ｍｍのものとなる。この場合、重錘部２３は、厚さ６ｍｍの制振シートを複数枚積層したものを使用している。
【００２９】
（３）ダンパー２１を、床小梁１５の中心とその両側との３箇所以上の位置に設ける。そして、隣接するダンパー２１を、２ｍｍ以上で且つ３０ｍｍ以下の隙間３１（図７参照）を有して設置する（図５および図６のＮｏ（６）および（５）に相当）。
【００３０】
ここで、ダンパー２１は、床部１７に対して複数設置することができる。複数のダンパー２１は、それぞれ床部１７の振動モードの腹の位置（共振位置）に設けるのが最も好ましい。そのために、例えば、ダンパー２１は、長尺の床梁６を４等分した各位置などに設置することができる。この実施例では、図７に示すように、ダンパー２１は、長尺の床梁６の延設方向については、長尺の床梁６の中央部に位置する床小梁１５に対して設置すると共に、その両側に位置する床小梁１５に対して１本置きに（合計５箇所）設置するようにしている。
【００３１】
そして、上記した床小梁１５の延設方向については、例えば、図８に示すように、床小梁１５を２等分した一次振動の腹の位置（一次固有振動数：約６３Ｈｚ）や、床小梁１５を４等分した二次振動の腹の位置（二次固有振動数:約１２５Ｈｚ）や、床小梁１５を８等分した三次振動の腹の位置（三次固有振動数：約２５０Ｈｚ）などに対して設置するのが好ましい。この実施例では、各床小梁１５に対し、上記したような振動の腹の位置またはその近傍に位置するように、上記した隙間３１を有して複数のダンパー２１を設置するようにしている（ダンパー２１は奇数個設けるのが好ましく、図７では、合計５個となっている）。
【００３２】
（４）床小梁１５の長さ（＝Ｌ：図８参照）を２２７３ｍｍにする。この場合に、床小梁１５の重さを２１．３８ｋｇ以上で且つ２３．５１ｋｇ以下とする（図５および図６のＮｏ（８）および（７）に相当）。
【００３３】
ここで、床小梁１５は、通常の約２倍の重さとなっている。そのために、床小梁１５を構成する角型鋼管の肉厚（約１．６ｍｍ）を通常の約２倍の肉厚（約３．２ｍｍ以上）にしている。床小梁１５は、少なくともダンパー２１を設置するものについて約２倍の重さにすれば良いが、床部１７を構成する全ての床小梁１５を通常の約２倍の重さにしても良い。なお、床小梁１５の長さ（Ｌ）が変わった場合には、床小梁１５の重さは、上記と同じ比率となるように決めれば良い。
【００３４】
そして、以上のようにダンパー２１を最適化するに際し、図５に示すように、ダンパー２１の各部の寸法を変えて社内試験を行った。そして、図６に示すような結果を得た。この社内試験には、日本工業規格Ａ１４１９−２「建築物及び建築部材の遮音性能の評価方法−第２部：床衝撃音遮断性能」に規定される方法を用いている。
【００３５】
即ち、先ず、板状部材２２の幅中央部から幅端部までの長さを２００ｍｍにしたところ、図６のＮｏ（１）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７に対し、６３Ｈｚで８．７ｄＢ、１２５Ｈｚで９．２ｄＢ、２５０Ｈｚで１０．２ｄＢ、５００Ｈｚで１０．８ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００３６】
また、板状部材２２の幅中央部から幅端部までの長さを１９０ｍｍにしたところ、図６のＮｏ（２）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで７．８ｄＢ、１２５Ｈｚで８．３ｄＢ、２５０Ｈｚで９．２ｄＢ、５００Ｈｚで９．７ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００３７】
次に、錘部の重さを６．０ｋｇにしたところ、図６のＮｏ（３）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで７．１ｄＢ、１２５Ｈｚで７．５ｄＢ、２５０Ｈｚで８．３ｄＢ、５００Ｈｚで８．７ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００３８】
また、錘部の重さを５．４ｋｇにしたところ、図６のＮｏ（４）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで８．７ｄＢ、１２５Ｈｚで９．２ｄＢ、２５０Ｈｚで１０．２ｄＢ、５００Ｈｚで１０．８ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００３９】
更に、ダンパー２１間の隙間３１を３０ｍｍにしたところ、図６のＮｏ（５）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで７．４ｄＢ、１２５Ｈｚで７．９ｄＢ、２５０Ｈｚで８．７ｄＢ、５００Ｈｚで９．２ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００４０】
また、ダンパー２１間の隙間３１を２ｍｍにしたところ、図６のＮｏ（６）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで８．７ｄＢ、１２５Ｈｚで９．２ｄＢ、２５０Ｈｚで１０．２ｄＢ、５００Ｈｚで１０．８ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００４１】
そして、床小梁１５の重さを２３．５１ｋｇにしたところ、図６のＮｏ（７）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで８．３ｄＢ、１２５Ｈｚで８．８ｄＢ、２５０Ｈｚで９．７ｄＢ、５００Ｈｚで１０．２ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００４２】
また、床小梁１５の重さを２１．３８ｋｇにしたところ、図６のＮｏ（８）に示すように、ダンパー２１を設けていない既存の床部１７と比べて、６３Ｈｚで８．７ｄＢ、１２５Ｈｚで９．２ｄＢ、２５０Ｈｚで１０．２ｄＢ、５００Ｈｚで１０．８ｄＢ、の減衰量が得られることが確認された。
【００４３】
以上をまとめると、図９のグラフに示すように、ダンパー２１を全く設けていない既存の床部１７は、線Ａのようになって６３Ｈｚでは床の遮音性能がＬ−６０の等級に達しないのに対し、既存のダンパー２１を取付けることで線Ｂのように６３Ｈｚが改善されて床の遮音性能がＬ−６０の等級に達するものとなっている。そして、既存のダンパー２１を用いた場合、床の遮音性能をＬ−５５の等級にするのが限界であると考えられていた。
【００４４】
これに対し、床小梁１５のみを通常の約２倍の重さにした場合には、線Ｂと同じままとなって床の遮音性能がＬ−６０の等級から変わることがなかった（線Ｃ）。しかし、これに、上記したように最適化したダンパー２１を取付けると、線Ｄのように６３Ｈｚと１２５Ｈｚと２５０Ｈｚと５００Ｈｚの全てが改善されて床の遮音性能がＬ−５０の等級となった。これにより、既存のダンパー２１と同じ構造でも最適化によって床の遮音性能の限界を越えることが可能となった。
【００４５】
そして、上記した床構造を、上記建物ユニット３，４に対して備えるようにする。この際、上記のようなダンパー２１が設置された床構造は、ユニット建物１を構成する全ての建物ユニット３，４が備えるようにしても良いし、または、上階を構成する建物ユニット３の全てが備えるようにしても良いし、或いは、上階を構成する建物ユニット３の一部が備えるようにしても良い。ダンパー２１は、工場での建物ユニット３，４の製造時に同時に取付けることができる。また、ダンパー２１は、現場にて取付けることもできる。建物ユニット３，４にダンパー２１を備えたユニット建物１の階層は２階に限るものではなく３階以上としても良い。
【００４６】
なお、上記のようなダンパー２１が設置された床構造は、ユニット建物１以外の建物に対しても設けることができる。
【００４７】
＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。
【００４８】
例えば、物の落下や児童の飛び跳ねなどによって床部１７に振動が発生した場合、この振動が床部１７からダンパー２１へ伝えられ、ダンパー２１の重錘部２３が板状部材２２の弾性変形によって床部１７の振動とは位相差を有して上下に振動し、床部１７の振動を打ち消すことによって制振効果および遮音効果を得ることができるようになっている。
【００４９】
＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００５０】
（効果１）板状部材２２は、幅中央部を床小梁１５に取付けると共に、板状部材２２の幅中央部から幅端部までの長さを１９０ｍｍ以上で且つ２００ｍｍ以下としている。これにより、ダンパー２１の基本的な構造を変えることなく、板状部材２２の長さを最適化することで、ダンパー２１の一次固有振動数を５１Ｈｚ〜５３Ｈｚの範囲の値に設定すると共に、この周波数の振動を効率良く吸収して、床の遮音性能をこれまでよりも高めることができるようになる。
【００５１】
（効果２）板状部材２２の床小梁１５に沿う方向の長さを３５０ｍｍにすると共に、重錘部２３の重さを５．４ｋｇ以上で且つ６．０ｋｇ以下としている。これにより、ダンパー２１の基本的な構造を変えることなく、重錘部２３の重さを最適化することで、ダンパー２１の一次固有振動数を５１Ｈｚ〜５３Ｈｚの範囲の値に設定すると共に、この周波数の振動を効率良く吸収して、床の遮音性能をこれまでよりも高めることができるようになる。
【００５２】
（効果３）ダンパー２１を、床小梁１５の中心とその両側との３箇所以上の位置に設けると共に、隣接するダンパー２１を、２ｍｍ以上で且つ３０ｍｍ以下の隙間３１を有して設置している。これにより、ダンパー２１の基本的な構造を変えることなく、ダンパー２１の配置を最適化することで、５１Ｈｚ〜５３Ｈｚの一次固有振動数に加えて、１２５Ｈｚ（二次固有振動数）や２５０Ｈｚ（三次固有振動数）の振動についても有効に吸収することができるようになり、床の遮音性能をこれまでよりも高めることができるようになる。
【００５３】
（効果４）床小梁１５の長さを２２７３ｍｍにすると共に、床小梁１５の重さを２１．３８ｋｇ以上で且つ２３．５１ｋｇ以下としている。これにより、性能を高めたダンパー２１に合わせて床小梁１５の重さを最適化することで、床の遮音性能をこれまでよりも高めることができるようになる。
【００５４】
そして、上記床構造を備えた建物ユニット３，４を設けることで、建物ユニット３，４は上記と同様の作用効果を得ることができる。また、上記床構造を備えた上記建物ユニット３，４を用いてユニット建物１を構築することで、ユニット建物１は上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、実施の形態はこの発明の例示にしか過ぎないものである。よって、この発明は実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施の形態に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、実施の形態に複数の実施例や変形例がこの発明のものとして開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
【符号の説明】
【００５６】
１    ユニット建物
３    建物ユニット
４    建物ユニット
６    床梁
７    床梁
１５  床小梁
１６  床面材
１７  床部
２１  ダンパー
２２  板状部材
２３  重錘部
３１  隙間
【図１】
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【図２】
2018076698.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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