(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、
前記板状部材の表側面に対向する裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体と
を備え、
前記板状部材と前記躯体との間に空気層を形成している空気層開放式振動低減構造であって、
前記空気層と前記空気層の外部との間で連通する通気筒を備え、
前記通気筒が、前記板状部材の内部に配置され、
前記通気筒の空気層側端に位置する開口が、前記板状部材の裏側面に配置され、
前記通気筒の外部側端に位置する開口が、前記板状部材の周縁に配置されている、空気層開放式振動低減構造。
【請求項２】
開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、
前記板状部材の表側面に対向する裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体と
を備え、
前記板状部材と前記躯体との間に空気層を形成している空気層開放式振動低減構造であって、
前記空気層と前記空気層の外部との間で連通する通気筒を備え、
前記通気筒が前記躯体の内部に配置されており、
前記通気筒の空気層側端に位置する開口が、前記空気層を形成する前記躯体の底面に配置され、
前記通気筒の外部側端に位置する開口が、前記空気層の外部に位置する躯体の外壁側面又は前記空気層の外部に位置する躯体の外部底面に配置されている、空気層開放式振動低減構造。
【請求項３】
開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、
前記板状部材の表側面に対向する裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体と
を備え、
前記板状部材と前記躯体との間に空気層を形成している空気層開放式振動低減構造であって、
前記板状部材が、前記躯体に対して前記開放空間側と前記空気層側とに移動可能となっており、
前記板状部材を支持するように前記板状部材と前記躯体との間に防振ゴムが配置され、
前記空気層と前記空気層の外部との間で連通する通気筒が設けられ、
前記通気筒が前記空気層に配置されている、空気層開放式振動低減構造。
【請求項４】
前記板状部材又は前記躯体における空気層を形成する表面の通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、前記通気筒が構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項５】
外力の付加によって前記空気層内に発生する音圧レベルが、前記板状部材及び前記躯体に通気性が無い場合に対して、前記板状部材、前記躯体及び前記空気層から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、前記通気筒が構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項６】
前記空気層内又は前記通気筒内に配置された音検出器と、
前記通気筒内に配置され、前記音検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器と
をさらに備え、
前記音検出器により検出された前記空気層内の音圧レベルに対応して前記空気層内の音圧レベルを低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項７】
前記板状部材及び／又は前記躯体に取付けられた振動検出器と、
前記空気層内又は前記通気筒内に配置された音検出器と、
前記通気筒内に配置され、前記振動検出器及び前記音検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器と
をさらに備え、
前記振動検出器により検出された前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅に対応して、前記音検出器により検出される前記空気層内の音圧レベルを低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項８】
前記板状部材及び／又は前記躯体に取付けられた振動検出器と、
前記空気層内又は前記通気筒内に配置された音検出器と、
前記通気筒内に配置され、前記振動検出器及び前記音検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器と
をさらに備え、
前記音検出器により検出された前記空気層内の音圧レベルに対応して、前記振動検出器により検出される前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅を低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項９】
前記板状部材及び／又は前記躯体に取付けられた振動検出器と、
前記通気筒内に配置され、前記振動検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器と
をさらに備え、
前記振動検出器により検出された前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅に対応して、前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅を低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項１０】
前記通気筒の外部側端に位置する開口に、消音器が取付けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【請求項１１】
前記通気筒に、音圧レベルを３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数領域で０ｄＢ〜２ｄＢ低減するような遮音性能を有する音響的に透明な部材が配置されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気層開放式振動低減構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、該板状部材の裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体との間に空気層を形成している構造において、新たに提案される空気層開放式振動低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の室内空間、自動車の車室内空間、道路等には、騒音及び振動を低減するために、騒音及び振動を減衰させるように構成された防音構造及び防振構造が設けられることがある。
【０００３】
防音構造に関しては、例えば、非特許文献１及び非特許文献２に、建物の室内に設けられる窓等に用いられる複層ガラスの構造が開示されている。非特許文献１及び非特許文献２の構造では、複層ガラスの一方面に微細な孔を穿設した微細穿孔板が配置されており、この微細穿孔板側から入射する音が遮音される構造となっている。また、特許文献１及び特許文献２には、音場となる室内空間から入射する音を吸音する構造が開示されている。特許文献１及び特許文献２の構造では、微細穿孔板が、その表側面を音場となる室内空間に向け、かつその裏側面を壁又は天井に向けるように配置され、微細穿孔板と壁又は天井との間に空気層が形成され、複数の筒状部材が微細穿孔板の複数の各孔に対応して微細穿孔板の裏側面に配置されている。
【０００４】
また、特に建物の構造において問題となる振動及び騒音については、建物内における人の行動によって衝撃等の荷重が建物の構造体に加えられ、この衝撃に起因して振動が発生し、この振動によって固体伝播音（いわゆる床衝撃音）が発生するということがある。特許文献３には、特に建物の上層階から加えられる床衝撃音を遮音する天井及び壁の構造が開示されている。特許文献３の天井及び壁の構造では、基礎となる躯体の室内空間側に、有孔板が躯体と間隔を空けて配置され、躯体と有孔板との間に空気層が設けられ、硬い材質からなる支持部材が有孔板と躯体との間に配置されており、この支持部材によって有孔板が支持されている。
【０００５】
さらに、建物の構造体に加えられる荷重に起因する振動を低減するために、建物の室内の床構造に二重構造が採用されることがある。この二重構造では、床部材が、その表側面を室内空間側に向け、かつその裏側面を基礎となる躯体側に向けるように配置され、床部材と躯体との間に空気層が形成され、床部材と躯体との間に配置される防振ゴムによって床部材が支持されている。非特許文献３には、このような二重構造における空気層の厚さを変化させることによって、建物の構造に加えられる荷重に起因する床衝撃音が変化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−  １１０３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−    ７２７８号公報
【特許文献３】特開２００３−  ５６０９２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】高橋  大弐、他２名、「複層ガラスの遮音性能向上に関する研究−微細穿孔板を用いた二重窓構造の提案−」、日本音響学会研究発表会講演論文集（２００９年秋季）、社団法人  日本音響学会、２００９年  ９月、ｐ１００９−ｐ１０１０
【非特許文献２】高橋  大弐、他２名、「微細穿孔板を用いた二重窓構造に関する研究」、日本音響学会研究発表会講演論文集（２０１０年春季）、社団法人  日本音響学会、２０１０年  ３月、ｐ１１５９−ｐ１１６０
【非特許文献３】高橋  大弐、他２名、「二重床構造の重量衝撃音における空気抜きの効果に関する研究」、日本音響学会研究発表会講演論文集（２０１０年春季）、社団法人  日本音響学会、２０１０年  ３月、ｐ１１８１−ｐ１１８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２の構造では、室内空間側から微細穿孔板を透過する音に対しての防音のみを考慮しているに過ぎず、これらの構造では、建物の構造体に加えられる衝撃等の荷重に対する防振効果が十分に得られない。また、特許文献３の構造では、硬い材質の支持部材によって有孔板が支持されているので、有孔板と躯体との間で振動が伝達し易く、建物の構造体に加えられる衝撃等の荷重に対する防振効果が十分に得られない。
【０００９】
建物の構造体に加えられる衝撃等の荷重に起因する振動を低減するためには、上述した床の二重構造にて防振ゴムを用いることが有効であるとされ、従来の防振構造は、基本的に防振ゴムのバネ定数等の特性を考慮して設計されている。しかしながら、床の二重構造について、防振ゴムを設けた構造（以下、「防振ゴム有り構造」という）と、防振ゴムを設けずに床部材を吊り上げて自由支持にした構造（以下、「防振ゴム無し構造」という）とのそれぞれに対して、躯体側を加振器により励起して、床部材及び躯体における複数箇所の振動加速度をそれぞれ測定し、躯体における振動加速度の平均値と、床部材における振動加速度の平均値との間の差異である防振効果量（＝躯体の振動加速度の平均値−床部材の振動加速度の平均値）を、各周波数について結果を算出した結果、図１４に示すように、防振ゴム有り構造については実線Ｓ１で表される結果が得られ、かつ防振ゴム無し構造については破線Ｓ２で表される結果が得られた。なお、図１４では、縦軸が防振効果量（ｄＢ）を示し、対数軸で表された横軸が周波数（Ｈｚ）を示す。
【００１０】
図１４では、防振ゴム有り構造の防振効果量に、矢印Ｘで示した共振周波数ｆ０（＝約７．４Ｈｚ）のピーク、及び矢印Ｙで示した共振周波数ｆ１（＝約１２Ｈｚ）のピークが表れて、防振ゴム無し構造の防振効果量には、これらのピークが表れなかった。その一方で、図１４では、防振ゴム有り構造及び防振ゴム無し構造の両方の防振効果量は、矢印Ｚで示した共振周波数ｆ２（＝約４６Ｈｚ）のピーク以降の周波数領域にて、ほとんど変化がなかった。共振周波数ｆ０の固有振動モードでは、図１５に示すように、床部材全体が上下方向に動き、共振周波数ｆ１の固有振動モードでは、図１６に示すように、床部材の角部のそれぞれが時計周りの順に最大振幅となるように動くこととなり、共振周波数ｆ０及び共振周波数ｆ１の固有振動モードは、防振ゴムのバネ性に起因する固有振動モードとなっている。一方で、共振周波数ｆ２の固有振動モードでは、図１７に示すように、床部材が、その一辺の方向の中央部を最大振幅とするように弓状に動くこととなり、共振周波数ｆ２の固有振動モードは、床部材の特性に起因する固有振動モードとなっている。そのため、防振ゴムの効果は、床部材の特性に起因する固有振動に対してあまり効果が得られず、防振ゴムのバネ定数等の特性を考慮したのみでは、床の二重構造にて十分な防振効果が得られていない。
【００１１】
上述した床の二重構造における空気層の影響については、非特許文献３のように、二重構造における空気層の厚さを変化させることによって、床衝撃音が変化することが知られているに過ぎず、従来では、空気層の影響を考慮して、建物の構造体に加えられる荷重に起因する振動を低減するための対策が十分に行なわれていなかった。
【００１２】
さらに、特許文献１〜特許文献３、及び非特許文献１〜非特許文献３における、微細穿孔板、有孔板等の遮音構造体の音響透過について、遮音構造体に音源から発せられる音波を入射する側である遮音構造体の入射側の音圧レベルと、音源側から入射した後に遮音構造体を通過した音波を発する側を遮音構造体の透過側の音圧レベルとの差に基づいて遮音性能を定めると、入射側と反射側とを逆にした場合でも同様の遮音性能が得られる。すなわち、上述の特許文献における遮音構造体の音響透過については、可逆則が成立している。しかしながら、上述の床の二重構造では、床部材側を励起した場合の躯体側の振動に関する振動特性と、躯体側を励起して床部材側の振動に関する振動特性とは、異なる傾向にある。すなわち、上述のような床の二重構造における床部材と躯体との間の振動特性については、可逆則が成立していない。
【００１３】
よって、床の二重構造のような防振構造では、効果的な防振効果を得るために、床部材と躯体との間の空気層、床部材及び躯体の剛性及び重量等の複雑な条件を考慮することが肝要となる。
【００１４】
加えて、実使用上では、床部材等の表側面等が面する開放空間には人が存在し、かつ床部材等の表側面には物が配置される。そのため、このような開放空間、床部材等の表側面の実使用に影響することなく、高い実用性を有する振動低減構造を実現することが要求されている。
【００１５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減でき、かつ実用性の高い新たな構造として空気層開放式振動低減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】
課題を解決するために、本発明の空気層開放式振動低減構造は、次の（１）〜（３）のいずれかに構成されているとよい。
（１）  本発明の空気層開放式振動低減構造は、開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、前記板状部材の表側面に対向する裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体とを備え、前記板状部材と前記躯体との間に空気層を形成している空気層開放式振動低減構造であって、前記空気層と前記空気層の外部との間で連通する通気筒を備え、前記通気筒が、前記板状部材の内部に配置され、前記通気筒の空気層側端に位置する開口が、前記板状部材の裏側面に配置され、前記通気筒の外部側端に位置する開口が、前記板状部材の周縁に配置されている。
そのため、前記通気筒によって、前記空気層と前記空気層の外部との間に所定の通気抵抗及び／又は所定の音響低減効果がもたらされることとなり、空気が、このような作用をもたらす前記通気筒を通過することによって、前記空気層に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように作用することとなる。また、このような通気筒が、実使用環境下で使用されることの多い前記板状部材の表側面を避けて形成されることとなる。例えば、前記板状部材の表側面が、床面として構成されている場合に、このような床面を避けて、前記通気筒の外部側端の開口が配置されることとなる。従って、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。さらに、前記空気層と前記空気層の外部との間における空気の経路が、前記板状部材及び前記躯体とは別体である前記通気筒によってシンプルに形成されることとなるので、新設の構造物だけでなく、既設の構造物にも、本発明の空気層開放式振動低減構造を採用することができる。従って、空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。特に、前記板状部材は、基礎となる前記躯体を作製した後に、前記躯体に嵌めこむことができるので、前記板状部材単体の状態で、前記通気筒を前記板状部材の内部に設置する作業が可能となる。そのため、前記通気筒を容易に設置でき、さらに、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００１７】
（２）  本発明の空気層開放式振動低減構造は、開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、前記板状部材の表側面に対向する裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体とを備え、前記板状部材と前記躯体との間に空気層を形成している空気層開放式振動低減構造であって、前記空気層と前記空気層の外部との間で連通する通気筒を備え、前記通気筒が前記躯体の内部に配置されており、前記通気筒の空気層側端に位置する開口が、前記空気層を形成する前記躯体の底面に配置され、前記通気筒の外部側端に位置する開口が、前記空気層の外部に位置する躯体の外壁側面又は前記空気層の外部に位置する躯体の外部底面に配置されている。
そのため、前記通気筒によって、前記空気層と前記空気層の外部との間に所定の通気抵抗及び／又は所定の音響低減効果がもたらされることとなり、空気が、このような作用をもたらす前記通気筒を通過することによって、前記空気層に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように作用することとなる。また、このような通気筒が、実使用環境下で使用されることの多い前記板状部材の表側面、及び前記躯体の底面に対向する表面を避けて形成されることとなる。例えば、前記板状部材の表側面が、床面として構成され、かつ前記躯体の底面に対向する表面が、天井面として構成されている場合に、このような床面及び天井面を避けて、前記通気筒の外部側端の開口が配置されることとなる。従って、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。さらに、前記空気層と前記空気層の外部との間における空気の経路が、前記板状部材及び前記躯体とは別体である前記通気筒によってシンプルに形成されることとなるので、新設の構造物だけでなく、既設の構造物にも、本発明の空気層開放式振動低減構造を採用することができる。従って、空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。特に、前記開放空間には、実使用環境下で物が配置されることが多いが、前記躯体については、このような開放空間以外の前記空気層の外部空間に接する面積が大きくなっている。そのため、前記空気層と前記空気層の外部とを連通する前記通気筒を設置するための設計自由度が高くなり、さらに、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００１８】
（３）  本発明の空気層開放式振動低減構造は、開放空間側に表側面を向けて配置される板状部材と、前記板状部材の表側面に対向する裏側面に対して間隔を空けて配置される躯体とを備え、前記板状部材と前記躯体との間に空気層を形成している空気層開放式振動低減構造であって、前記板状部材が、前記躯体に対して前記開放空間側と前記空気層側とに移動可能となっており、前記板状部材を支持するように前記板状部材と前記躯体との間に防振ゴムが配置され、前記空気層と前記空気層の外部との間で連通する通気筒が設けられ、前記通気筒が前記空気層に配置されている。
そのため、前記通気筒によって、前記空気層と前記空気層の外部との間に所定の通気抵抗及び／又は所定の音響低減効果がもたらされることとなり、空気が、このような作用をもたらす前記通気筒を通過することによって、前記空気層に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように作用することとなる。また、このような通気筒が、実使用環境下で使用されることの多い前記板状部材の表側面を避けて形成されることとなる。例えば、前記板状部材の表側面が、床面として構成されている場合に、このような床面を避けて、前記通気筒の外部側端の開口が配置されることとなる。従って、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。さらに、前記空気層と前記空気層の外部との間における空気の経路が、前記板状部材及び前記躯体とは別体である前記通気筒によってシンプルに形成されることとなるので、新設の構造物だけでなく、既設の構造物にも、本発明の空気層開放式振動低減構造を採用することができる。従って、空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。特に、前記通気筒を、空洞である前記空気層内に配置すればよいので、前記通気筒を容易に設置でき、さらに、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００１９】
さらに、本発明の空気層開放式振動低減構造は、以下のように構成されていると好ましい。
本発明の空気層開放式振動低減構造では、前記板状部材又は前記躯体における空気層を形成する表面の通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、前記通気筒が構成されているので、前記空気層と前記空気層の外部との間を連通し、かつ前記通気抵抗を有する前記通気筒を、空気が通過することによって、前記空気層に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。
【００２０】
本発明の空気層開放式振動低減構造では、外力の付加によって前記空気層内に発生する音圧レベルが、前記板状部材及び前記躯体に通気性が無い場合に対して、前記板状部材、前記躯体及び前記空気層から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、前記通気筒が構成されているので、前記音圧レベルを低減させる特性を有する空気層と前記空気層の外部との間を連通する前記通気筒を、空気が通過することによって、前記空気層に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。
【００２１】
本発明の空気層開放式振動低減構造では、前記空気層内又は前記通気筒内に配置された音検出器と、前記通気筒内に配置され、前記音検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器とをさらに備え、前記音検出器により検出された前記空気層内の音圧レベルに対応して前記空気層内の音圧レベルを低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっているとよい。
または、前記板状部材及び／又は前記躯体に取付けられた振動検出器と、前記空気層内又は前記通気筒内に配置された音検出器と、前記通気筒内に配置され、前記振動検出器及び前記音検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器とをさらに備え、前記振動検出器により検出された前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅に対応して、前記音検出器により検出される前記空気層内の音圧レベルを低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっているとよい。
または、前記板状部材及び／又は前記躯体に取付けられた振動検出器と、前記空気層内又は前記通気筒内に配置された音検出器と、前記通気筒内に配置され、前記振動検出器及び前記音検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器とをさらに備え、前記音検出器により検出された前記空気層内の音圧レベルに対応して、前記振動検出器により検出される前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅を低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっているとよい。
または、前記板状部材及び／又は前記躯体に取付けられた振動検出器と、前記通気筒内に配置され、前記振動検出器と電気的に接続され、かつ音又は振動を発生させるように構成された出力器とをさらに備え、前記振動検出器により検出された前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅に対応して前記板状部材及び／又は前記躯体の振動振幅を低減させるように、前記出力器を制御できる構成となっているとよい。
そのため、外的要因に影響されることなく、前記空気層内の音圧レベルを調節できるので、前記空気層に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように安定的に作用することとなる。また、前記空気層と前記空気層の外部との間に所定の通気抵抗及び所定の音響低減効果をもたらすために、前記通気筒を多数設ける等のように複雑な構造を用いることなく、前記音検出器及び／又は前記振動検出器と前記出力器とを用いて、本発明の空気層開放式振動低減構造をシンプルにすることができる。このようなシンプルな構造によって、本発明の空気層開放式振動低減構造が、既設の構造物により設置し易くなり、さらに、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００２２】
本発明の空気層開放式振動低減構造では、前記通気筒の外部側端に位置する開口に、消音器が取付けられているので、前記空気層内の特性、例えば、前記空気層の内部の音響共鳴等に起因して、前記空気層の外部の音圧が上昇することを防止できる。よって、さらに、本発明の空気層開放式振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００２３】
本発明の空気層開放式振動低減構造では、前記通気筒に、音圧レベルを３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数領域で０ｄＢ〜２ｄＢ低減するような遮音性能を有する音響的に透明な部材が配置されているので、僅かな遮音性能を有するに過ぎない前記音響的に透明な部材によって前記通気筒が塞がれることとなる。そのため、前記空気層と前記空気層の外部との間における所定の通気抵抗及び所定の音響低減効果が損なわれることなく、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減させることができる。加えて、このような音響的に透明な部材によって、前記通気筒に耐水性及び防塵性がもたらされて、その結果、前記通気筒を介して前記空気層内に異物が侵入することを防止できる。よって、本発明の空気層開放式振動低減構造を、より実用的なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減でき、かつ実用性の高い新たな構造として空気層開放式振動低減構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）第１実施形態〜第１１実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を説明する上で前提となる基本の空気層開放式振動低減構造を概略的に示す平面図である。（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１（ａ）及び図１（ｂ）の基本の空気層開放式振動低減構造において、躯体における振動加速度の平均値及び板状部材における振動加速度の平均値の差異である防振効果量と、周波数との関係を示す図である。
【図３】図１（ａ）及び図１（ｂ）の基本の空気層開放式振動低減構造において、板状部材の表側面及び裏側面の間を通過する空気の風速と、板状部材の通気抵抗との関係を示す図である。
【図４】図１（ａ）及び図１（ｂ）の基本の空気層開放式振動低減構造において、通気性が無い板状部材を用いた振動低減構造に外力が付加された場合の空気層内の音圧レベル及び通気孔を有する板状部材を用いた空気層開放式振動低減構造に外力が付加された場合の音圧レベルの差異と、周波数との関係を示す図である。
【図５】（ａ）本発明の第１実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を概略的に示す平面図である。（ｂ）図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る空気層開放式振動低減構造を、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面視と同様に示した断面図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態に係る空気層開放式低減構造に用いられる通気筒の外部側開口周辺の断面図である。
【図１４】防振ゴムを設けた場合の防振効果量と、防振ゴムを設けずに床部材を吊り上げて自由支持した場合の防振効果量とを比較した図である。
【図１５】図１４のＸで示したピークにおける固有振動モードである。
【図１６】図１４のＹで示したピークにおける固有振動モードである。
【図１７】図１４のＺで示したピークにおける固有振動モードである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の第１実施形態〜第１１実施形態に係る空気層開放式振動低減構造（以下、「振動低減構造」という）を以下に説明する。なお、各実施形態では、建物の室内における床に設けられた振動低減構造を説明するが、これに限定されず、各実施形態に係る振動低減構造は、建物の室内における壁、天井等に設けられてもよい。また、この振動低減構造は、自動車の室内における床、側面、天井等に設けられてもよく、室外の道路の路面等に設けられていてもよい。
【００２７】
はじめに、各実施形態に係る振動低減構造の特性の前提となる基本の振動低減構造（以下、「基本振動低減構造」という）の特性について説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基本振動低減構造には、床部材として構成される板状部材１が設けられている。また、基本振動低減構造には、板状部材１を支持する基礎となる躯体２が設けられている。板状部材１は、四角形状に形成され、その表側面１ａを室内の開放空間側に向けて配置されており、板状部材１の表側面１ａが室内の床面として構成されることとなる。躯体２は凹状に形成され、この凹状の躯体２には、室内の開放空間側にて開口する開口部２ａが設けられている。このような躯体２の開口部２ａに板状部材１が嵌め込まれるように構成されている。板状部材１の裏側面１ｂと躯体２の底面２ｂとは間隔を空けて配置されており、板状部材１と躯体２との間に、板状部材１の裏側面１ｂと、躯体２の底面２ｂ及び側壁面２ｃとによって囲まれた空気層３が形成されている。躯体２の底面２ｂには、板状部材１の角部に対応して防振ゴム４が配置され、防振ゴム４によって板状部材１が支持されている。なお、板状部材１の周縁１ｃと躯体２の側壁面２ｃとは、当接するか又は接近して配置されており、板状部材１は、躯体２に対して開放空間側と空気層３側とに移動可能となっている。板状部材１の全体には、複数の通気孔１ｄが、開放空間と空気層３とを連通する通気部として形成されており、通気孔１ｄは板状部材１を貫通している。
【００２８】
この場合、板状部材１の空気層３を形成する表面における通気抵抗（流れ抵抗）の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、通気孔１ｄの形状、寸法、数等は定められる。
【００２９】
ここで、通気抵抗の平均値の下限は、次のように定められる。
板状部材１が設けられていない場合には、通気抵抗の平均値が０Ｎ・ｓ／ｍ３となる。しかしながら、基本振動低減構造では板状部材１を設けることが前提となっているので、このような前提によって、基本振動低減構造において想定される通気抵抗の平均値は０Ｎ・ｓ／ｍ３を超える必要がある。そのため、上述した通気抵抗の平均値の下限は、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超えるとしている。
【００３０】
一方で、通気抵抗の平均値の上限は、次のように定められる。
板状部材１の表側面１ａ又は裏側面１ｂの面積に対する板状部材１の表側面１ａ又は裏側面１ｂ上における全通気孔１ｄの面積の比率である開口率を変化させた場合、躯体２における振動加速度の平均値と板状部材１における振動加速度の平均値との間の差異である防振効果量（＝躯体の振動加速度の平均値−床部材の振動加速度の平均値）と、周波数との関係は、図２に示すような結果となった。なお、図２では、開口率０．１８％の場合を実線Ｗ１、開口率０．３６％の場合を一点鎖線Ｗ２、開口率０．７３％の場合を二点鎖線Ｗ３、開口率１．４６％の場合を点線Ｗ４、開口率２．９２％の場合を一点鎖線Ｗ５（隣接する一点部分同士の間隔がＷ２より広い）、開口率５．８３％の場合を二点鎖線（隣接する二点部分同士の間隔がＷ３より広い）Ｗ６、及び開口率１４．５８％の場合を破線Ｗ７で示している。図２では、板状部材１の特性に起因する固有振動モード、特に、板状部材１の一次固有振動モード（図２では、約４０Ｈｚ）、及び板状部材１の二次固有振動モード（図２では、約８０Ｈｚ）で、開口率０．７３％以上となった場合に、振動低減効果が得られることが確認できる。
そこで、開口率と通気抵抗との関係を確認した。
上述の各開口率を有する板状部材１における表側面１ａと裏側面１ｂとの間に、風速を変化させて空気を流したところ、各開口率を有する板状部材１のそれぞれにおいて、風速と通気抵抗との関係は、図３に示すような結果となった。なお、図３では、図２と同様に、開口率０．１８％の場合を実線Ｗ１、開口率０．３６％の場合を一点鎖線Ｗ２、開口率０．７３％の場合を二点鎖線Ｗ３、開口率１．４６％の場合を点線Ｗ４、開口率２．９２％の場合を一点鎖線Ｗ５（隣接する一点部分同士の間隔がＷ２より広い）、開口率５．８３％の場合を二点鎖線（隣接する二点部分同士の間隔がＷ３より広い）Ｗ６、及び開口率１４．５８％の場合を破線Ｗ７で示している。実際に振動発生時に板状部材１における表側面１ａと裏側面１ｂとの間に流れる空気の風速が、０ｍ／ｓ〜０．２ｍ／ｓであるので、このような風速の範囲において、開口率０．７３％以上の場合には、定常的に通気抵抗の平均値が１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となることが確認できる。
よって、上述した通気抵抗の平均値の上限は、１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下であるとよいことが確認できる。
【００３１】
または、基本振動低減構造では、外力の付加によって空気層３内に発生する音圧レベルが、板状部材１に通気性が無い場合に対して、板状部材１、躯体２及び空気層３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数（図２では、約４０Ｈｚ、約８０Ｈｚ等）で３ｄＢ以上低減されるように、通気孔１ｄの形状、寸法、数等は定められる。
【００３２】
このことは、次のように定められる。
上述のように、図２においては、板状部材１、躯体２及び空気層３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数、特に、約４０Ｈｚ及び約８０Ｈｚで、開口率０．７３％以上の状態で、振動低減効果が得られることが確認できる。
そこで、開口率と音圧レベルとの関係を確認した。
通気性が無い板状部材を用いた振動低減構造に外力が加えられた場合の空気層３内の音圧レベルから、上述の各開口率を有する板状部材１を用いた基本振動低減構造に外力が加えられた場合の音圧レベルそれぞれを引いた差異を測定したところ、このような音圧レベルの差異と周波数との関係は、図４に示すような結果となった。なお、図４では、図２と同様に、開口率０．１８％の場合を実線Ｗ１、開口率０．３６％の場合を一点鎖線Ｗ２、開口率０．７３％の場合を二点鎖線Ｗ３、開口率１．４６％の場合を点線Ｗ４、開口率２．９２％の場合を一点鎖線Ｗ５（隣接する一点部分同士の間隔がＷ２より広い）、開口率５．８３％の場合を二点鎖線（隣接する二点部分同士の間隔がＷ３より広い）Ｗ６、及び開口率１４．５８％の場合を破線Ｗ７で示している。図４では、開口率０．７３％以上の場合に、板状部材１、躯体２及び空気層３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数約４０Ｈｚ、及び卓越周波数約８０Ｈｚにおいて、上述の音圧レベルの差異が３ｄＢ以上となっていることが確認される。
なお、上述した低減される音圧レベルの上限は、板状部材１に通気性が無い場合の音圧レベルそのものとなるので、特に明示しない。
【００３３】
さらに、基本振動低減構造では、板状部材１の空気層３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となり、加えて、外力の付加によって空気層３内に発生する音圧レベルが、板状部材１に通気性が無い場合に対して、板状部材１、躯体２及び空気層３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気孔１ｄの形状、寸法、数等は定められてもよい。
【００３４】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る振動低減構造を説明する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、振動低減構造には、床部材として構成される板状部材１１が設けられている。また、振動低減構造には、板状部材１１を支持する基礎となる躯体１２が設けられている。板状部材１１は、四角形状に形成され、その表側面１１ａを室内の開放空間側に向けて配置されており、板状部材１１の表側面１１ａが室内の床面として構成されることとなる。躯体１２は凹状に形成され、この凹状の躯体１２には、室内の開放空間側にて開口する開口部１２ａが設けられている。このような躯体１２の開口部１２ａに板状部材１１が嵌め込まれるように構成されている。板状部材１１の裏側面１１ｂと躯体１２の底面１２ｂとは互いに間隔を空けて配置されており、板状部材１１と躯体１２との間に、板状部材１１の裏側面１１ｂと躯体１２の底面１２ｂ及び内壁側面１２ｃとによって囲まれた空気層１３が形成されている。躯体１２の底面１２ｂには、板状部材１１の角部に対応して防振ゴム１４が配置され、防振ゴム１４によって板状部材１１が支持されている。なお、板状部材１１の周縁１１ｃと躯体１２の内壁側面１２ｃとは、当接するか又は接近して配置されており、板状部材１１は、躯体１２に対して開放空間側と空気層１３側とに移動可能となっている。
【００３５】
板状部材１１の内部には、少なくとも１つの通気筒１５が配置されている。また、通気筒１５について、本発明による作用及び効果が得られるのであれば、複数の通気筒１５が板状部材１１の内部に配置されていてもよい。図５（ａ）及び図５（ｂ）では、一例として、１つの通気筒１５が板状部材１１の内部に配置されている。通気筒１５は、空気層１３と空気層１３の外部とを連通しており、板状部材１１の裏側面１１ｂと板状部材１１の周縁１１ｃとの間で略Ｌ字状に延びている。通気筒１５の空気層側端には空気層側開口１５ａが形成され、この空気層側開口１５ａは板状部材１１の裏側面１１ｂに配置されている。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）では、一例として、空気層側開口１５ａが板状部材１１の裏面１１ｂ中央に配置されている。また、通気筒１５の外部側端には外部側開口１５ｂが形成され、この外部側開口１５ｂは、板状部材１１の周縁１１ｃに配置されている。
【００３６】
このような通気筒１５について、基本振動低減構造と同様に、板状部材１１の空気層１３を形成する表面における通気抵抗（流れ抵抗）の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、通気筒１５の形状、寸法、数、通気筒１５の空気層側開口１５ａ及び外部側開口１５ｂの位置、形状等は定められる。
【００３７】
または、第１実施形態では、基本振動低減構造と同様に、外力の付加によって空気層１３内に発生する音圧レベルが、板状部材１１に通気性が無い場合に対して、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒１５の形状、寸法、数、通気筒１５の空気層側開口１５ａ及び外部側開口１５ｂの位置、形状等は定められる。
【００３８】
さらに、第１実施形態では、基本振動低減構造と同様に、板状部材１１の空気層１３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となり、加えて、外力の付加によって空気層１３内に発生する音圧レベルが、板状部材１１に通気性が無い場合に対して、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒１５の形状、寸法、数、通気筒１５の空気層側開口１５ａ及び外部側開口１５ｂの位置、形状等が定められてもよい。
【００３９】
以上のように本発明の第１実施形態によれば、通気筒１５によって、空気層１３と空気層１３の外部との間に所定の通気抵抗及び／又は所定の音響低減効果がもたらされることとなり、空気が、このような作用をもたらす通気筒１５を通過することによって、空気層１３に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように作用することとなる。また、このような通気筒１５が、実使用環境下で使用されることの多い板状部材１１の表側面１１ａを避けて形成されることとなる。第１実施形態では、板状部材１１の表側面１１ａが、床面として構成されているので、このような床面を避けて、通気筒１５の外部側開口１５ａが配置されることとなる。従って、振動低減構造の実用性を高めることができる。さらに、空気層１３と空気層１３の外部との間における空気の経路が、板状部材１１及び躯体１２とは別体である通気筒１５によってシンプルに形成されることとなるので、新設の構造物だけでなく、既設の構造物にも、振動低減構造を採用することができる。従って、振動低減構造の実用性を高めることができる。特に、板状部材１１は、基礎となる躯体１２を作製した後に、躯体１２に嵌めこむことができるので、板状部材１１単体の状態で、通気筒１５を板状部材１１の内部に設置する作業が可能となる。そのため、通気筒１５を容易に設置でき、さらに、振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００４０】
本発明の第１実施形態によれば、空気層１３と空気層１３の外部との間を連通し、かつ上述の通気抵抗を有する通気筒１５を、空気が通過することによって、空気層１３に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。よって、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減できる。
【００４１】
本発明の第１実施形態によれば、上述のように音圧レベルを低減させる特性を有する空気層１３と空気層１３の外部との間を連通する通気筒１５を、空気が通過することによって、空気層１３に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。よって、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減できる。
【００４２】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る振動低減構造を説明する。
図６に示すように、振動低減構造には、床部材として構成される板状部材２１が設けられている。また、振動低減構造には、板状部材２１を支持する基礎となる躯体２２が設けられている。第１実施形態の板状部材１１と同様に、板状部材２１は、四角形状に形成され、その表側面２１ａを室内の開放空間側に向けて配置されており、板状部材２１の表側面２１ａが室内の床面として構成されることとなる。第１実施形態の躯体１２と同様に、躯体２２は凹状に形成され、この凹状の躯体２２には、室内の開放空間側にて開口する開口部２２ａが設けられている。このような躯体２２の開口部２２ａに板状部材２１が嵌め込まれるように構成されている。板状部材２１の裏側面２１ｂと躯体２２の底面２２ｂとは互いに間隔を空けて配置されており、板状部材２１と躯体２２との間に、板状部材２１の裏側面２１ｂと躯体２２の底面２２ｂ及び内壁側面２２ｃとによって囲まれた空気層２３が形成されている。第１実施形態の防振ゴム１４と同様に、躯体２２の底面２２ｂには、板状部材２１の角部に対応して防振ゴム２４が配置され、防振ゴム２４によって板状部材２１が支持されている。なお、板状部材２１の周縁２１ｃと躯体２２の内壁側面２２ｃとは、当接するか又は接近して配置されており、板状部材２１は、躯体２２に対して開放空間側と空気層２３側とに移動可能となっている。
【００４３】
躯体２２の内部には、少なくとも１つの通気筒２５が配置されている。なお、通気筒２５について、本発明による作用及び効果が得られるのであれば、複数の通気筒２５が躯体２２の内部に配置されていてもよい。図６では、一例として、１つの通気筒２５が躯体２２の内部に配置されている。通気筒２５は、空気層２３と空気層２３の外部とを連通しており、躯体２２の底面２２ｂと躯体２２の外壁側面２２ｄとの間で略Ｌ字状に延びている。通気筒２５の空気層側端には空気層側開口２５ａが形成され、この空気層側開口２５ａは躯体２２の底面２２ｂに配置されている。なお、図６では、一例として、空気層側開口２５ａが躯体２２の底面２２ｂ中央に配置されている。また、通気筒２５の外部側端には外部側開口２５ｂが形成され、この外部側開口２５ｂは、躯体２２の外壁側面２２ｄに配置されている。
【００４４】
このような通気筒２５について、基本振動低減構造と同様に、躯体２２の空気層２３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、通気筒２５の形状、寸法、数、通気筒２５の空気層側開口２５ａ及び外部側開口２５ｂの位置、形状等は定められている。
【００４５】
また、基本振動低減構造と同様に、外力の付加によって空気層２３内に発生する音圧レベルが、躯体２２に通気性が無い場合に対して、板状部材２１、躯体２２及び空気層２３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒２５の形状、寸法、数、通気筒２５の空気層側開口２５ａ及び外部側開口２５ｂの位置、形状等は定められていてもよい。
【００４６】
さらに、基本振動低減構造と同様に、躯体２２の空気層２３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となり、加えて、外力の付加によって空気層２３内に発生する音圧レベルが、躯体２２に通気性が無い場合に対して、板状部材２１、躯体２２及び空気層２３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒２５の形状、寸法、数、通気筒２５の空気層側開口２５ａ及び外部側開口２５ｂの位置、形状等は定められていてもよい。
【００４７】
本発明の第２実施形態によれば、通気筒２５によって、空気層２３と空気層２３の外部との間に所定の通気抵抗及び／又は所定の音響低減効果がもたらされることとなり、空気が、このような作用をもたらす通気筒２５を通過することによって、空気層２３に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように作用することとなる。また、このような通気筒２５が、実使用環境下で使用されることの多い板状部材２１の表側面２１ａ、及び躯体２２の底面２２ｂに対向する表面を避けて形成されることとなる。第２実施形態では、板状部材２１の表側面２１ａが、床面として構成されており、さらに、躯体２２の底面２２ｂに対向する表面が、天井面として構成されていれば、このような床面及び天井面を避けて、通気筒２５の外部側開口２５ｂが配置されることとなる。従って、振動低減構造の実用性を高めることができる。さらに、空気層２３と空気層２３の外部との間における空気の経路が、板状部材２１及び躯体２２とは別体である通気筒２５によってシンプルに形成されることとなるので、新設の構造物だけでなく、既設の構造物にも、振動低減構造を採用することができる。従って、振動低減構造の実用性を高めることができる。特に、開放空間には、実使用環境下で使用されることが多いが、躯体２２については、このような開放空間以外の空気層２３の外部空間に接する面積が大きくなっている。そのため、空気層２３と空気層２３の外部とを連通する通気筒２５を設置するための設計自由度が高くなり、さらに、振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００４８】
本発明の第２実施形態によれば、空気層２３と空気層２３の外部との間を連通し、かつ上述の通気抵抗を有する通気筒２５を、空気が通過することによって、空気層２３に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。よって、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減できる。
【００４９】
本発明の第２実施形態によれば、上述のように音圧レベルを低減させる特性を有する空気層２３と空気層２３の外部との間を連通する通気筒２５を、空気が通過することによって、空気層２３に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。よって、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減できる。
【００５０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第３実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第２実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第２実施形態と同様な要素は、第２実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００５１】
第３実施形態では、図７に示すように、躯体２２の外壁側面２２ｄに、躯体２２から離れるように水平方向に延びる外部底面２２ｅが形成されている。躯体２２の内部には、少なくとも１つの通気筒３５が配置されている。通気筒３５は、空気層２３と空気層２３の外部とを連通しており、躯体２２の底面２２ｂと躯体２２の外部底面２２ｅとの間で略Ｕ字状に延びている。通気筒３５の空気層側端には空気層側開口３５ａが形成され、この空気層側開口３５ａは躯体２２の底面２２ｂに配置されている。なお、一例として、空気層側開口３５ａが躯体２２の底面２２ｂ中央に配置されているとよい。また、通気筒３５の外部側端には外部側開口３５ｂが形成され、この外部側開口２５ｂは、空気層２３の外部に位置する躯体２２の外部底面２２ｅに配置されている。
【００５２】
このような通気筒３５について、基本振動低減構造と同様に、躯体２２の空気層２３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、通気筒３５の形状、寸法、数、通気筒３５の空気層側開口３５ａ及び外部側開口３５ｂの位置、形状等は定められる。
【００５３】
また、基本振動低減構造と同様に、外力の付加によって空気層２３内に発生する音圧レベルが、躯体２２に通気性が無い場合に対して、板状部材２１、躯体２２及び空気層２３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒３５の形状、寸法、数、通気筒３５の空気層側開口３５ａ及び外部側開口３５ｂの位置、形状等は定められる。
【００５４】
さらに、基本振動低減構造と同様に、躯体２２の空気層２３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となり、加えて、外力の付加によって空気層２３内に発生する音圧レベルが、躯体２２に通気性が無い場合に対して、板状部材２１、躯体２２及び空気層２３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒３５の形状、寸法、数、通気筒３５の空気層側開口３５ａ及び外部側開口３５ｂの位置、形状等は定められていてもよい。
【００５５】
以上のように本発明の第３実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る振動低減構造を説明する。
図８に示すように、振動低減構造には、床部材として構成される板状部材４１が設けられている。また、振動低減構造には、板状部材４１を支持する基礎となる躯体４２が設けられている。第１実施形態の板状部材１１と同様に、板状部材４１は、四角形状に形成され、その表側面４１ａを室内の開放空間側に向けて配置されており、板状部材４１の表側面４１ａが室内の床面として構成されることとなる。第１実施形態の躯体１２と同様に、躯体４２は凹状に形成され、この凹状の躯体４２には、室内の開放空間側にて開口する開口部４２ａが設けられている。このような躯体４２の開口部４２ａに板状部材４１が嵌め込まれるように構成されている。板状部材４１の裏側面４１ｂと躯体４２の底面４２ｂとは互いに間隔を空けて配置されており、板状部材４１と躯体４２との間に、板状部材４１の裏側面４１ｂと躯体４２の底面４２ｂ及び内壁側面４２ｃとによって囲まれた空気層４３が形成されている。第１実施形態の防振ゴム１４と同様に、躯体４２の底面４２ｂには、板状部材４１の角部に対応して防振ゴム４４が配置され、防振ゴム４４によって板状部材４１が支持されている。なお、板状部材４１の周縁４１ｃと躯体４２の内壁側面４２ｃとは、当接するか又は接近して配置されており、板状部材４１は、躯体４２に対して開放空間側と空気層４３側とに移動可能となっている。
【００５７】
空気層４３には、少なくとも１つの通気筒４５が配置されている。なお、通気筒４５について、本発明による作用及び効果が得られるのであれば、複数の通気筒４５が空気層４３に配置されていてもよい。図８では、一例として、１つの通気筒４５が空気層４３に配置されている。通気筒４５は、空気層４３と空気層４３の外部とを連通しており、空気層４３で水平方向に延びており、さらに躯体４２の内壁側面４２ｃと外壁側面４２ｄとの間で延びている。通気筒４５の空気層側端には空気層側開口４５ａが形成され、この空気層側開口４５ａは空気層４３内に配置されている。なお、図８では、一例として、空気層側開口４５ａが躯体４２の底面４２ｂ中央に配置されている。また、通気筒４５の外部側端には外部側開口４５ｂが形成され、この外部側開口４５ｂは、躯体４２の外壁側面４２ｄに配置されている。
【００５８】
このような通気筒４５について、基本振動低減構造と同様に、躯体４２の空気層４３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となるように、通気筒４５の形状、寸法、数、通気筒４５の空気層側開口４５ａ及び外部側開口４５ｂの位置、形状等は定められる。
【００５９】
また、基本振動低減構造と同様に、外力の付加によって空気層４３内に発生する音圧レベルが、躯体４２に通気性が無い場合に対して、板状部材４１、躯体４２及び空気層４３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒４５の形状、寸法、数、通気筒４５の空気層側開口４５ａ及び外部側開口４５ｂの位置、形状等は定められる。
【００６０】
さらに、基本振動低減構造と同様に、躯体４２の空気層４３を形成する表面における通気抵抗の平均値が、０Ｎ・ｓ／ｍ３を超え、かつ１０００Ｎ・ｓ／ｍ３以下となり、加えて、外力の付加によって空気層４３内に発生する音圧レベルが、躯体４２に通気性が無い場合に対して、板状部材４１、躯体４２及び空気層４３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数で３ｄＢ以上低減されるように、通気筒４５の形状、寸法、数、通気筒４５の空気層側開口４５ａ及び外部側開口４５ｂの位置、形状等は定められていてもよい。
【００６１】
以上のように本発明の第４実施形態によれば、通気筒４５によって、空気層４３と空気層４３の外部との間に所定の通気抵抗及び／又は所定の音響低減効果がもたらされることとなり、空気が、このような作用をもたらす通気筒４５を通過することによって、空気層４３に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように作用することとなる。また、このような通気筒４５が、実使用環境下で使用されることの多い板状部材４１の表側面４１ａを避けて形成されることとなる。例えば、板状部材４１の表側面４１ａが、床面として構成されている場合に、このような床面を避けて、通気筒４５の外部側開口４５ｂが配置されることとなる。従って、振動低減構造の実用性を高めることができる。さらに、空気層４３と空気層４３の外部との間における空気の経路が、板状部材４１及び躯体４２とは別体である通気筒４５によってシンプルに形成されることとなるので、新設の構造物だけでなく、既設の構造物にも、振動低減構造を採用することができる。従って、振動低減構造の実用性を高めることができる。特に、通気筒４５を、空洞である空気層４３内に配置すればよいので、通気筒４５を容易に設置でき、さらに、振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００６２】
本発明の第４実施形態によれば、空気層４３と空気層４３の外部との間を連通し、かつ上述の通気抵抗を有する通気筒４５を、空気が通過することによって、空気層４３に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。よって、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減できる。
【００６３】
本発明の第４実施形態によれば、上述のように音圧レベルを低減させる特性を有する空気層４３と空気層４３の外部との間を連通する通気筒２５を、空気が通過することによって、空気層４３に基づくバネ特性又は減衰特性が振動を低減させるように作用することとなる。よって、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減できる。
【００６４】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第５実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第１実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第１実施形態と同様な要素は、第１実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００６５】
図９に示すように、空気層１３の通気筒１５の空気層側開口１５ａ近傍には、音検出器としてマイクロフォン５１が配置されている。また、マイクロフォン５１は、空気層１３の通気筒１５の空気層側開口１５ａ近傍の代わりに、通気筒１５内の空気層側開口１５ａ近傍に配置されていてもよい。特に、マイクロフォン５１は板状部材１１及び躯体１２の振動が伝わり難い位置に配置されていると好ましい。なお、音検出器として、マイクロフォン５１の代わりに、その他の音圧センサ等が用いられてもよい。
【００６６】
さらに、通気筒１５の外部側開口１５ｂ近傍には、音又は振動を発生させる出力器としてスピーカ５２が配置されている。マイクロフォン５１は信号処理回路５３と電気的に接続され、信号処理回路５３は増幅器５４と電気的に接続され、増幅器５４はスピーカ５２と電気的に接続されている。そのため、マイクロフォン５１は、信号処理回路５３と増幅器５４とを介して、スピーカ５２と電気的に接続されている。なお、音又は振動を発生させる出力器として、スピーカ５２以外に、音又は振動を発生可能とする機器が用いられてもよい。
【００６７】
このような構成において、次に説明するように、マイクロフォン５１により検出された空気層１３内の音圧レベルに対応して空気層１３内の音圧レベルを変化させるように、スピーカ５２が制御される。
【００６８】
マイクロフォン５１により検出された音圧レベルの信号（以下、「音圧検出信号」という）が、信号処理回路５３に送られる。次に、音圧検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数を解析する。なお、第５実施形態では、このような信号処理回路５３の解析によって、約４０Ｈｚ及び約８０Ｈｚの卓越周波数が得られることとなる。さらに、音圧検出信号に基づいて、信号処理回路５３が、解析により得られた卓越周波数において、板状部材に通気性が無い場合の空気層の音圧レベルから、マイクロフォン５１により検出された空気層１３の音圧レベルを引いた差異（以下、「音圧差異」という）を３ｄＢ以上とするように信号（以下、「出力信号」という）を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路５３が増幅器５４を介してスピーカ５２に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ５２から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１及び躯体１２の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路５３が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００６９】
以上のように本発明の第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、外的要因に影響されることなく、空気層１３内の音圧レベルを調節できる。そのため、空気層１３に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように安定的に作用することとなる。また、空気層１３と空気層１３の外部との間に上述の通気抵抗及び上述の音響低減効果をもたらすために、通気筒１５を多数設ける等のように複雑な構造を用いることなく、マイクロフォン５１及びスピーカ５２を用いて、本発明の振動低減構造をシンプルにすることができる。このようなシンプルな構造によって、本発明の振動低減構造が、既設の構造物により設置し易くなり、さらに、本発明の振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００７０】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第６実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第１実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第１実施形態と同様な要素は、第１実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００７１】
図１０に示すように、板状部材１１の裏側面１１ｂに、振動検出器として第１の振動加速度計６１が取付けられており、この第１の振動加速度計６１は、通気筒１５の空気層側開口１５ａ近傍に配置されている。また、躯体１２の底面１２ｂに、振動検出器として第２の振動加速度計６２が取付けられている。なお、振動検出器として、第１の振動加速度計６１及び第２の振動加速度計６２の代わりに、速度計、変位計、その他の振動センサ等が用いられてもよい。
【００７２】
空気層１３の通気筒１５の空気層側開口１５ａ近傍には、音検出器としてマイクロフォン６３が配置されている。また、マイクロフォン６３は、空気層１３の通気筒１５の空気層側開口１５ａ近傍の代わりに、通気筒１５内の空気層側開口１５ａ近傍に配置されていてもよい。特に、マイクロフォン６３は板状部材１１及び躯体１２の振動が伝わり難い位置に配置されていると好ましい。なお、音検出器として、マイクロフォン６３の代わりに、その他の音圧センサ等が用いられてもよい。
【００７３】
通気筒１５の外部側開口１５ｂ近傍には、音又は振動を発生させる出力器としてスピーカ６４が配置されている。第１の振動加速度計６１、第２の振動加速度計６２、及びマイクロフォン６３は信号処理回路６５と電気的に接続され、信号処理回路６５は増幅器６６と電気的に接続され、増幅器６６はスピーカ６４と電気的に接続されている。そのため、第１の振動加速度計６１と、第２の振動加速度計６２と、マイクロフォン６３とは、信号処理回路６５と増幅器６６とを介して、スピーカ６４と電気的に接続されている。なお、音又は振動を発生させる出力器として、スピーカ６４以外に、音又は振動を発生可能とする機器が用いられてもよい。
【００７４】
このような構成において、次に説明するように、第１の振動加速度計６１又は第２の振動加速度計６２により検出された板状部材１１及び躯体１２の振動振幅に対応して、マイクロフォン６３により検出される空気層１３内の音圧レベルを低減させるように、スピーカ６４が制御される。
【００７５】
板状部材１１への外力の付加によって発生した振動が、板状部材１１から躯体１２に伝わる場合、板状部材１１側の第１の振動加速度計６１により検出された第１の振動検出信号が、信号処理回路６５に送られる。また、マイクロフォン６３により検出された音圧検出信号が、信号処理回路６５に送られる。次に、音圧検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数を解析する。なお、第６実施形態では、このような信号処理回路６５の解析によって、約４０Ｈｚ及び約８０Ｈｚの卓越周波数が得られることとなる。さらに、第１の振動検出信号に基づいて、信号処理回路６５が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られる。このとき、マイクロフォン６３により検出された音圧レベルの信号（以下、「音圧評価信号」という）が、信号処理回路６５に送られる。次に、音圧評価信号に基づいて、上述の卓越周波数における音圧差異が３ｄＢ以上であるか否か、信号処理回路６５が判定する。なお、音圧差異が３ｄＢ未満であると判定された場合、第１の振動検出信号に基づいて、音圧差異が３ｄＢ以上となるように、信号処理回路６５が上述の出力信号を変更し、変更された出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、躯体１２の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路６５が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００７６】
一方で、躯体１２への外力の付加によって発生した振動が、躯体１２から板状部材１１に伝わる場合、躯体１２側の第２の振動加速度計６２により検出された振動振幅の信号（以下、「第２の振動検出信号」という）が、信号処理回路６５に送られる。また、マイクロフォン６３により検出された音圧検出信号が、信号処理回路６５に送られる。次に、音圧検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数を解析する。さらに、第２の振動検出信号に基づいて、信号処理回路６５が、解析により得られた卓越周波数（約４０Ｈｚ、及び約８０Ｈｚ）において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られる。このとき、マイクロフォン６３により検出された音圧評価信号が、信号処理回路６５に送られる。次に、音圧評価信号に基づいて、上述の卓越周波数における音圧差異が３ｄＢ以上であるか否か、信号処理回路６５が判定する。なお、音圧差異が３ｄＢ未満であると判定された場合、第２の振動検出信号に基づいて、音圧差異が３ｄＢ以上となるように、信号処理回路６５が上述の出力信号を変更し、変更された出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路６５が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００７７】
また、外力が板状部材１１及び躯体１２のいずれに加えられるか想定できない場合、第１の振動加速度計６１により検出される第１の振動検出信号と、第２の振動加速度計６２により検出される第２の振動検出信号と、マイクロフォン６３により検出される音圧検出信号とを監視かつ比較することによって、力の伝わる方向と、振動の低減量と、空気層１３内の音圧レベルとに関する情報を得ることができる。これらの情報に基づいて、信号処理回路６５が、空気層１３内の音圧レベルを低減するための出力信号を生成し、この出力信号に基づいてスピーカ６４から音を出力することによって、空気層１３内の音圧レベルが効果的に低減され、その結果、板状部材１１及び躯体１２の振動が低減されることとなる。
【００７８】
以上のように本発明の第６実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、外的要因に影響されることなく、空気層１３内の音圧レベルを調節できる。そのため、空気層１３に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように安定的に作用することとなる。また、空気層１３と空気層１３の外部との間に上述の通気抵抗及び上述の音響低減効果をもたらすために、通気筒１５を多数設ける等のように複雑な構造を用いることなく、第１の振動加速度計６１、第２の振動加速度計６２、マイクロフォン６３、及びスピーカ６４を用いて、本発明の振動低減構造をシンプルにすることができる。このようなシンプルな構造によって、本発明の振動低減構造が、既設の構造物により設置し易くなり、さらに、本発明の振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００７９】
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第７実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第６実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第６実施形態と同様な要素は、第６実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第６実施形態と異なる構成について説明する。
【００８０】
第７実施形態に係る振動低減構造は、第６実施形態に係る振動低減構造と同様となっている。このような構成において、次に説明するように、マイクロフォン６３により検出される空気層１３内の音圧レベルに対応して、第１の振動加速度計６１又は第２の振動加速度計６２により検出された板状部材１１又は躯体１２の振動振幅を低減させるように、スピーカ６４が制御される。
【００８１】
板状部材１１への外力の付加によって発生した振動が、板状部材１１から躯体１２に伝わる場合、板状部材１１側の第１の振動加速度計６１により検出された第１の振動検出信号が、信号処理回路６５に送られる。また、マイクロフォン６３により検出された音圧検出信号が、信号処理回路６５に送られる。次に、第１の振動検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数を解析する。なお、第７実施形態では、このような信号処理回路６５の解析によって、約４０Ｈｚ及び約８０Ｈｚの卓越周波数が得られることとなる。さらに、音圧検出信号に基づいて、信号処理回路６５が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られる。このとき、第１の振動加速度計６１により検出された振動振幅の信号（以下、「第１の振動評価信号」という）が、信号処理回路６５に送られる。次に、第１の振動評価信号に基づいて、上述の卓越周波数における音圧差異が３ｄＢ以上であるか否か、信号処理回路６５が判定する。なお、音圧差異が３ｄＢ未満であると判定された場合、音圧検出信号に基づいて、音圧差異が３ｄＢ以上となるように、信号処理回路６５が上述の出力信号を変更し、変更された出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路６５が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００８２】
一方で、躯体１２への外力の付加によって発生した振動が、躯体１２から躯体１１に伝わる場合、躯体１２側の第２の振動加速度計６２により検出された第２の振動検出信号が、信号処理回路６５に送られる。また、マイクロフォン６３により検出された音圧検出信号が、信号処理回路６５に送られる。次に、第２の振動検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数（約４０Ｈｚ、及び約８０Ｈｚ）を解析する。さらに、音圧検出信号に基づいて、信号処理回路６５が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られる。このとき、第２の振動加速度計６２により検出された振動振幅の信号（以下、「第２の振動評価信号」という）が、信号処理回路６５に送られる。次に、第２の振動評価信号に基づいて、上述の卓越周波数における音圧差異が３ｄＢ以上であるか否か、信号処理回路６５が判定する。なお、音圧差異が３ｄＢ未満であると判定された場合、音圧検出信号に基づいて、音圧差異が３ｄＢ以上となるように、信号処理回路６５が上述の出力信号を変更し、変更された出力信号に基づいて、信号処理回路６５が増幅器６６を介してスピーカ６４に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ６４から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路６５が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００８３】
以上のように本発明の第７実施形態によれば、第６実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
［第８実施形態］
本発明の第８実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第８実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第１実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第１実施形態と同様な要素は、第１実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００８５】
図１１に示すように、板状部材１１の裏側面１１ｂに、振動検出器として第１の振動加速度計７１が取付けられており、この第１の振動加速度計７１は、通気筒１５の空気層側開口１５ａ近傍に配置されている。また、躯体１２の底面１２ｂに、振動検出器として第２の振動加速度計７２が取付けられている。なお、振動検出器として、第１の振動加速度計７１及び第２の振動加速度計７２の代わりに、速度計、変位計、その他の振動センサ等が用いられてもよい。
【００８６】
通気筒１５の外部側開口１５ｂ近傍には、音又は振動を発生させる出力器としてスピーカ７３が配置されている。第１の振動加速度計７１及び第２の振動加速度計７２は信号処理回路７４と電気的に接続され、信号処理回路７４は増幅器７５と電気的に接続され、増幅器７５はスピーカ７３と電気的に接続されている。そのため、第１の振動加速度計７１と、第２の振動加速度計７２とは、信号処理回路７４と増幅器７５とを介して、スピーカ７３と電気的に接続されている。なお、音又は振動を発生させる出力器として、スピーカ７３以外に、音又は振動を発生可能とする機器が用いられてもよい。
【００８７】
このような構成において、次に説明するように、第１の振動加速度計７１又は第２の振動加速度計７２により検出された板状部材１１及び躯体１２の振動振幅に対応して板状部材１１及び躯体１２の振動振幅を低減させるように、スピーカ７３が制御される。
【００８８】
板状部材１１への外力の付加によって発生した振動が、板状部材１１から躯体１２に伝わる場合、板状部材１１側の第１の振動加速度計７１により検出された第１の振動検出信号が、信号処理回路７４に送られる。次に、第１の振動検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数を解析する。なお、第８実施形態では、このような信号処理回路７４の解析によって、約４０Ｈｚ及び約８０Ｈｚの卓越周波数が得られることとなる。さらに、第１の振動検出信号に基づいて、信号処理回路７４が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路７４が増幅器７５を介してスピーカ７３に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ７３から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路７４が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００８９】
一方で、躯体１２への外力の付加によって発生した振動が、躯体１２から板状部材１１に伝わる場合、躯体１２側の第２の振動加速度計７２により検出された第２の振動検出信号が、信号処理回路７４に送られる。次に、第２の振動検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数（約４０Ｈｚ、及び約８０Ｈｚ）を解析する。さらに、第２の振動検出信号に基づいて、信号処理回路７４が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路７４が増幅器７５を介してスピーカ７３に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ７３から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路７４が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００９０】
また、外力が板状部材１１及び躯体１２のいずれに加えられるか想定できない場合、第１の振動加速度計６１により検出される第１の振動検出信号と、第２の振動加速度計６２により検出される第２の振動検出信号とを監視かつ比較することによって、力の伝わる方向と、振動の低減量と、空気層１３内の音圧レベルとに関する情報を得ることができる。これらの情報に基づいて、信号処理回路７４が、空気層１３内の音圧レベルを低減するための出力信号を生成し、この出力信号に基づいてスピーカ７３から音を出力することによって、空気層１３内の音圧レベルが効果的に低減され、その結果、板状部材１１及び躯体１２の振動が低減されることとなる。
【００９１】
以上のように本発明の第８実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、外的要因に影響されることなく、空気層１３内の音圧レベルを調節できる。そのため、空気層１３に基づくバネ特性又は減衰特性が、振動を低減させるように安定的に作用することとなる。また、空気層１３と空気層１３の外部との間に上述の通気抵抗及び上述の音響低減効果をもたらすために、通気筒１５を多数設ける等のように複雑な構造を用いることなく、第１の振動加速度計７１、第２の振動加速度計７２、及びスピーカ７３を用いて、本発明の振動低減構造をシンプルにすることができる。このようなシンプルな構造によって、本発明の振動低減構造が、既設の構造物により設置し易くなり、さらに、本発明の振動低減構造の実用性を高めることができる。
【００９２】
［第９実施形態］
本発明の第９実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第９実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第８実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第８実施形態と同様な要素は、第８実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第８実施形態と異なる構成について説明する。
【００９３】
第９実施形態に係る振動低減構造は、第８実施形態に係る振動低減構造と同様となっている。このような構成において、次に説明するように、第１の振動加速度計７１又は第２の振動加速度計７２により検出された板状部材１１及び躯体１２の振動振幅に対応して板状部材１１及び躯体１２の振動振幅を低減させるように、スピーカ７３が制御される。
【００９４】
板状部材１１への外力の付加によって発生した振動が、板状部材１１から躯体１２に伝わる場合、板状部材１１側の第１の振動加速度計７１により検出された第１の振動検出信号が、信号処理回路７４に送られる。また、躯体１２側の第２の振動加速度計７２により検出された第２の振動検出信号が、信号処理回路７４に送られる。次に、第２の振動検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数を解析する。なお、第９実施形態では、このような信号処理回路７４の解析によって、約４０Ｈｚ及び約８０Ｈｚの卓越周波数が得られることとなる。さらに、第１の振動検出信号に基づいて、信号処理回路７４が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路７４が増幅器７５を介してスピーカ７３に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ７３から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路７４が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００９５】
一方で、躯体１２への外力の付加によって発生した振動が、躯体１２から板状部材１１に伝わる場合、躯体１２側の第２の振動加速度計７２により検出された第２の振動検出信号が、信号処理回路７４に送られる。また、板状部材１１側の第１の振動加速度計７１により検出された第１の振動検出信号が、信号処理回路７４に送られる。次に、第１の振動検出信号に基づいて、板状部材１１、躯体１２及び空気層１３から成る一連の系の特性に基づく卓越周波数（約４０Ｈｚ、及び約８０Ｈｚ）を解析する。さらに、第２の振動検出信号に基づいて、信号処理回路７４が、解析により得られた卓越周波数において音圧差異を３ｄＢ以上とするように出力信号を生成し、生成した出力信号に基づいて、信号処理回路７４が増幅器７５を介してスピーカ７３に電圧を印加する。印加された電圧によってスピーカ７３から発せられた音が、通気筒１５内を通って空気層１３内に送られて、空気層１３内の音圧レベルが低減され、その結果、板状部材１１の振動が低減されることとなる。なお、音圧差異は、信号処理回路７４が安定して作動する範囲内で、できる限り大きく設定されるとよい。
【００９６】
以上のように本発明の第９実施形態によれば、第８実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
［第１０実施形態］
本発明の第１０実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第１０実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第１実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第１実施形態と同様な要素は、第１実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００９８】
図１２に示すように、通気筒１５の外部側開口１５ｂには、消音器８１が配置されている。消音器８１は、通気筒１５の外部側開口１５ｂに対応して板状部材１１の周縁１１ｃに取付けられている。
【００９９】
以上のように本発明の第１０実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、消音器８１によって、空気層１３内の特性、例えば、空気層１３の内部の音響共鳴等に起因して、空気層１３の外部の音圧が上昇することを防止できる。よって、さらに、本発明の振動低減構造の実用性を高めることができる。
【０１００】
［第１１実施形態］
本発明の第１１実施形態に係る振動低減構造を以下に説明する。第１１実施形態の振動低減構造における基本的な形態は、第１実施形態における振動低減構造の形態と同様になっている。第１実施形態と同様な要素は、第１実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【０１０１】
図１３に示すように、第１１実施形態における振動低減構造では、板状部材１１の周縁１１ｃに、音響的に透明な部材９１が配置されている。音響的に透明な部材９１は、板状部材１１の周縁１ｃに位置する通気筒１５の外部側開口１５ｂを覆っている。音響的に透明な部材９１は、音圧レベルを、３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数領域で０ｄＢ〜２ｄＢ低減する遮音性能を有している。本発明の属する技術分野では、このように僅かな遮音性能を有するに過ぎない部材を「音響的に透明な部材」と呼んでいる。第１１実施形態では、一例として、音響的に透明な部材９１はシート状に形成されている。なお、音響的に透明な部材９１は、板状部材１１の周縁１１ｃの代わりに、板状部材１１の裏側面１１ｂに配置されていてもよい。また、音響的に透明な部材９１は、板状部材１１の表側面１１ａの代わりに、通気筒１５の内部に配置されていてもよい。
【０１０２】
以上、本発明の第１１実施形態によれば、僅かな遮音性能を有するに過ぎない音響的に透明な部材９１によって通気筒１５が塞がれることとなる。そのため、空気層１３と空気層１３の外部との間における上述の通気抵抗及び上述の音響低減効果が損なわれることなく、衝撃等の荷重に起因する振動を効果的に低減させることができる。加えて、このような音響的に透明な部材９１によって、通気筒１５に耐水性及び防塵性がもたらされて、その結果、通気筒１５を介して前記空気層内に異物が侵入することを防止できる。よって、本発明の空気層開放式振動低減構造を、より実用的なものとすることができる。
【０１０３】
ここまで本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【０１０４】
例えば、本発明の第１変形例として、第５実施形態のマイクロフォン５１、スピーカ５２、信号処理回路５３、及び増幅器５４が、第２実施形態の通気筒２５、第３実施形態の通気筒３５、又は第４実施形態の通気筒４５に設けられていてもよい。第５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０５】
本発明の第２変形例として、第６実施形態又は第７実施形態の第１の振動加速度計６１、第２の振動加速度計６２、マイクロフォン６３、スピーカ６４、信号処理回路６５、及び増幅器６６が、第２実施形態の通気筒２５、第３実施形態の通気筒３５、又は第４実施形態の通気筒４５に設けられていてもよい。この場合、スピーカ６４は、第６実施形態及び第７実施形態のいずれかの態様で制御されるとよい。第６実施形態又は第７実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０６】
本発明の第３変形例として、第８実施形態又は第９実施形態の第１の振動加速度計７１、第２の振動加速度計７２、スピーカ７３、信号処理回路７４、及び増幅器７５が、第２実施形態の通気筒２５、第３実施形態の通気筒３５、又は第４実施形態の通気筒４５に設けられていてもよい。第８実施形態又は第９実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０７】
本発明の第４変形例として、第１０実施形態の消音器８１が、第２実施形態の通気筒２５の外部側開口２５ｂ、第３実施形態の通気筒３５の外部側開口３５ｂ、第４実施形態の通気筒４５の外部側開口４５ｂ、及び第５実施形態〜第９実施形態の通気筒１５の外部側開口１５ｂのいずれかに対応して配置されていてもよい。第１０実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０８】
本発明の第５変形例として、第１１実施形態の音響的に透明な部材９１が、第２実施形態の通気筒２５、第３実施形態の通気筒３５、第４実施形態の通気筒４５、及び第５実施形態〜第１０実施形態の通気筒１５のいずれかに設けられていてもよい。第１１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０９】
本発明の第６変形例として、各実施形態の板状部材１１，２１，４１の周縁部に、板状部材１１，２１，４１から躯体１２，２２，４２に向かう荷重が負荷されていてもよい。この荷重によって、板状部材１１，２１，４１の特性に基づく振動をさらに低減できる。
【０１１０】
本発明の第７変形例として、各実施形態の板状部材１１，２１，４１が、四角形状以外の多角形状、円形状、楕円形状、円弧形状等に形成されていてもよい。各実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１１】
本発明の第８変形例として、各実施形態の防振ゴム１４，２４，４４が、板状部材１１，２１，４１の角部に対応した位置以外に配置されてもよく、防振ゴム１４，２４，４４の数は、板状部材１１，２１，４１を支持可能とするように適宜調節されるとよい。各実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１２】
本発明の第９変形例として、各実施形態において、防振ゴムが設けられていなくてもよい。この場合、一例として、板状部材１１，２１，４１は自由支持状態に吊り下げられている等するとよい。各実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１１３】
１１，２１，４１  板状部材
１１ａ，２１ａ，４１ａ  表側面
１１ｂ，２１ｂ，４１ｂ  裏側面
１１ｃ，２１ｃ，４１ｃ  周縁
１２，２２，４２  躯体
１３，２３，４３  空気層
１５，２５，３５，４５  通気筒
１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａ  空気層側開口
１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ，４５ｂ  外部側開口
２２ｃ  底面
２２ｄ  外壁側面
２２ｅ  外部底面
５１，６３  マイクロフォン
５２，６４，７３  スピーカ
６１，７１  第１の振動加速度計
６２，７２  第２の振動加速度計
８１  消音器
９１  音響的に透明な部材
Ｘ，Ｙ，Ｚ  矢印
Ｓ１  実線
Ｓ２  破線
Ｗ１  実線
Ｗ２  一点鎖線
Ｗ３  二点鎖線
Ｗ４  点線
Ｗ５  一点鎖線
Ｗ６  二点鎖線
Ｗ７  破線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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