(57)【要約】【課題】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、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予圧縮が付与されて配置された減衰部材とを有する床用振動減衰装置であって、減衰部材が、剛性板側に配置され、床構造体側に第１の凹凸面が設けられた第１ゴム層と、第１ゴム層と床構造体との間に配置され、剛性板側に第１ゴム層の第１の凹凸面と雄雌対応して圧接する第２の凹凸面が設けられた第２ゴム層とを有するものである。【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予圧縮が付与されて配置された減衰部材とを有する床用振動減衰装置であって、
前記減衰部材が、前記剛性板側に配置され、前記床構造体側に第１の凹凸面が設けられた第１ゴム層と、前記第１ゴム層と前記床構造体との間に配置され、前記剛性板側に前記第１ゴム層の前記第１の凹凸面と雄雌対応して圧接する第２の凹凸面が設けられた第２ゴム層とを有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、前記第１の凹凸面と前記第２の凹凸面が互いに点または線で圧接するように構成された床用振動減衰装置。
【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、
前記第１の凹凸面と前記第２の凹凸面との間に高減衰シートが挟持して配置された床用振動減衰装置。
【請求項４】
請求項３に記載の床用振動減衰装置であって、
前記高減衰シートと、前記第１の凹凸面の底部、及び／又は、前記第２の凹凸面の底部との間に空隙を有する床用振動減衰装置。
【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。
【０００６】
また、剛性板を床構造体に対して防振支持機構によって振動絶縁状態で支持し、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を、床構造体と剛性板との間に配置した床用振動減衰装置が本発明者らによって提案されている。この床用振動減衰装置では、剛性板を床構造体に対して振動絶縁状態で支持するので、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（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２２７３９４号公報
【特許文献２】特願２０１６−２３２９０７号（２０１６年１１月３０日出願）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示される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。
【０００９】
また、特許文献２の技術によれば、減衰部材の変形によ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ことによって振動を減衰するので、減衰部材の内部減衰が不足する場合、十分な振動減衰が得られないおそれがある。従って、十分な内部減衰を得るためには、一定以上の厚みが必要となり、さらなる小型化（薄型化）が難しいものであった。
【００１０】
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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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予圧縮が付与されて配置された減衰部材とを有する床用振動減衰装置であって、前記減衰部材が、前記剛性板側に配置され、前記床構造体側に第１の凹凸面が設けられた第１ゴム層と、前記第１ゴム層と前記床構造体との間に配置され、前記剛性板側に前記第１ゴム層の前記第１の凹凸面と雄雌対応して圧接する第２の凹凸面が設けられた第２ゴム層とを有するものである。
【００１２】
本発明においては、減衰部材において床構造体側の第２のゴム層は床構造体の振動に応じて振動する。一方、減衰部材において剛性板側の第１のゴム層は、床構造体に対して振動絶縁状態で支持された剛性板に配置されているので床構造体の振動に影響を受けない。
このため床構造体の振動時、第１のゴム層の第１の凹凸面と第２のゴム層の第２の凹凸面の雌雄対応する面間に差動が生じ、そのとき面間に生じる摩擦力で振動を減衰する。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。
【００１３】
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。
【００１４】
前記減衰部材は、前記第１の凹凸面と前記第２の凹凸面が互いに点または線で圧接するように構成されてよい。これにより、床パネルの振動時、第１のゴム層の第１の凹凸面と第２のゴム層の第２の凹凸面同士が互いに点あるいは線で圧接し、より強い摩擦力を生じさせることができ、また、雌雄対応する凹凸面の間に空間ができるので、振動吸収域を確保することができ、振動をより減衰することができる。
【００１５】
前記第１の凹凸面と前記第２の凹凸面との間に高減衰シートが挟持して配置されてもよい。これにより、減衰部材の各層間の接触部の密着性が向上し、高い減衰抵抗が生じる。
【００１６】
また、前記高減衰シートと、前記第１の凹凸面の底部、及び／又は、前記第２の凹凸面の底部との間に空隙を有するものであってよい。
さらに、空隙は、空気ばねとして働くことを防止するように、外部への連通孔を有するものとしてよい。
【発明の効果】
【００１７】
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】
【００１８】
【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５Ａ】本発明にかかる変形例１である床用振動減衰装置の第１ゴム層の第１の凹凸面および第２ゴム層の第２の凹凸面を示す断面図である。
【図５Ｂ】変形例１において床パネル振動時の第１ゴム層の第１の凹凸面と第２ゴム層の第２の凹凸面との当接関係を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明にかかる変形例２である床用振動減衰装置の第１ゴム層の第１の凹凸面および第２ゴム層の第２の凹凸面を示す断面図である。
【図６Ｂ】変形例２において床パネル振動時の第１ゴム層の第１の凹凸面と第２ゴム層の第２の凹凸面との当接関係を示す断面図である。
【図７】本発明にかかる変形例３である床用振動減衰装置の減衰部材の構成を示す断面図である。
【図８】本発明にかかる変形例４である床用振動減衰装置の減衰部材の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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の部分側面図、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
減衰部材１５は、剛性板１１と床パネル２の間に配置される。この減衰部材１５は、床パネル２側に第１の凹凸面１６が設けられた第１ゴム層１７と、第１ゴム層１７と床パネル２との間に配置され、剛性板１１側に第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６と雄雌対応して圧接する第２の凹凸面１８が設けられた第２ゴム層１９とを有する。第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６および第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８は例えば三次元波形もしくは二次元波形などの波形あるいは半球状の凹凸面であってよい。
【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。
【００２４】
減衰部材１５において、第１ゴム層１７の剛性板１１側の面は剛性板１１の上側の面に、必要に応じて、接着剤などを用いて接着することとしても良い。第２ゴム層１９の床パネル２側の面も床パネル２の下面に、必要に応じて、接着剤などを用いて接着することとしても良い。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の第１のゴム層１７と第２のゴム層１９には一定の予圧縮が付与される。
【００２９】
上記のように構成された床用振動減衰装置１において、減衰部材１５の床パネル２側の第２のゴム層１９は床パネル２の振動に応じて振動するが、剛性板１１側の第１のゴム層１７は、上記のように床パネル２に対して振動絶縁状態で支持された剛性板１１に配置されているので床パネル２の振動に影響をほとんど受けない。このため床パネル２の振動時、第１のゴム層１７の第１の凹凸面１６と第２のゴム層１９の第２の凹凸面１８の雌雄対応する面間に差動が生じ、そのとき面間に生じる摩擦力で振動を減衰する。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が得られる。
【００３０】
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。
【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】
（変形例１）
図５Ａに示すように、第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６および第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８の雌雄対応する凹凸の高さＨ１、Ｈ２は互いに異なるようにしてよい。これにより、図５Ｂに示すように、床パネル２の振動時、第１のゴム層１７の第１の凹凸面１６と第２のゴム層１９の第２の凹凸面１８同士が互いに点あるいは線で圧接し、この圧接した点あるいは線により強い摩擦力を生じさせることができ、また、雌雄対応する凹凸面１６、１８の間に空間ができるので、振動吸収域を確保することができ、振動をより減衰することができる。
【００３３】
（変形例２）
さらに、図６Ａ、図６Ｂに示すように、第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６および第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８の雌雄対応する凹凸の位置をずらすことによって、床パネル２の振動時、第１のゴム層１７の第１の凹凸面１６と第２のゴム層１９の第２の凹凸面１８同士が互いに点あるいは線で圧接させてもよい。
【００３４】
（変形例３）
図７に示すように、第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６と第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８との間に高減衰シート２０を介在させてもよい。これにより、減衰部材１５の各層間の接触部の密着性が向上するので、高い減衰抵抗が生じる。高減衰シート２０には、例えばブチルゴムなどを採用し得る。ここで、高減衰シート２０は、第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６と第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８の雌雄対応する凹凸を埋めるように配置されるのではなく、第１ゴム層１７の第１の凹凸面１６および第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８の各々の底面との間に空間２１、２２ができるように介在されることが望ましい。また、この高減衰シート２０は、上記第１ゴム層１７、第２ゴム層１９よりもさらに高い減衰性を有する素材を採用することがさらに好ましい。なお、上記第１ゴム層、第２のゴム層は、同一の素材を使用する必要がなく、例えば、第２ゴム層１９に第１ゴム層１７よりも床パネル２の当接面と密着性のよい柔軟な素材を使用するなどしてもよいことは本変形例に限定されない。
【００３５】
（変形例４）
また、図８は図４Ａ、４Ｂに示した変形例１の減衰部材１５の第１ゴム層１７と第２のゴム層１９との間に高減衰シート２０を介在させた変形例である。この場合、第２ゴム層１９の第２の凹凸面１８の各々の底面と高減衰シート２０との間に空間２２が確保される。
【００３６】
さらに上記のように高減衰シート２０と第１ゴム層１７および／または第２のゴム層１９の底面との間に空間２１、２２が形成される場合には、この空間２１、２２の部分が空気ばねとして働くことのないように、空間２１、２２には外部へ連通孔が設けられることが好ましい。
【００３７】
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、鉄道車両、二階建てバスなど階層構造を有する構造物が該当する。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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】
【００４２】
１…床用振動減衰装置
２…床パネル
１１…剛性板
１３…防振支持機構
１５…減衰部材
１６…第１の凹凸面
１７…第１ゴム層
１８…第２の凹凸面
１９…第２ゴム層
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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