(57)【要約】【課題】上面材と下面材を平行配置した床パネル構造において、軽量衝撃音、重量衝撃音の遮音性をより改善する。【解決手段】横架材をグリッド状に組んだ床構造に配設可能な床パネル構造において、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材１１及び下面材１２を備え、上面材１１の底面には吸音材１４の層が設けられている。このとき下面材１２表面には、少なくとも上フランジが形成されている形材を設置させるとともに、当該形材の上フランジ２１上面を吸音材１４に圧接させることにより、吸音材１４が上面材１１に対して圧着されていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大梁と小梁及び/又は梁と根太の横架材をグリッド状に組んだ床構造に配設可能な床パネル構造において、
互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材を備え、
上記上面材の底面には吸音材の層が設けられていること
を特徴とする床パネル構造。
【請求項２】
上記下面材表面には、少なくとも上フランジが形成されている形材を設置させるとともに、当該形材の上フランジ上面を上記吸音材に圧接させることにより、上記吸音材が上記上面材に対して圧着されてなること
を特徴とする請求項１記載の床パネル構造。
【請求項３】
上記上面材と上記下面材間に波板が配設されてなること
を特徴とする請求項１記載の床パネル構造。
【請求項４】
上記上面材の板厚は、上記下面材の板厚よりも薄く形成されていること
を特徴とする請求項１記載の床パネル構造。
【請求項５】
上記上面材、上記下面材並びにこれらの間に配設されている芯材は、それぞれ鋼製であること
を特徴とする請求項１記載の床パネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物の床に適用される床パネル構造に関し、特に遮音性を向上させる際に好適な床パネル構造に関する。
【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】
一般に衝撃音には、人間の通常の歩行音や物の落下音等、比較的軽くて硬い衝撃音である軽量衝撃音と、人が飛び跳ねたとき等に生じる、重くて鈍い感じの衝撃音である重量衝撃音がある。このうち、軽量衝撃音は、床仕上面等にカーペット等を敷くことである程度衝撃を吸収することができ、個人レベルで改善することも可能である。また、この軽量衝撃音を吸収するために、グラスウールやロックウール等の遮音材を使用することも頻繁に行われている。しかしながら、このグラスウール等の遮音材は、比較的高い周波数帯域の音波に大きな吸音特性を有するため、重量衝撃音等の２５０Ｈｚ以下の低音域の音については、十分に吸音することができず、衝撃音を階下に伝えてしまうという問題点があった。
【０００４】
このため、従来においては、重量衝撃音と軽量衝撃音とを共に効果的に低減可能な建築遮音構造体も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１における開示技術では、床スラブと天井板との間に空気層を形成させ、当該空気層中に、グラスウールのような遷移吸音材からなる吸音層が天井板上に形成されている。即ち、この特許文献１の開示技術では、上面材と下面材を平行配置した二重床構造における下面材表面に吸音材を設ける構成を採用している。この技術的思想は、例えば、特許文献２、３においても同様に開示されている。
【０００５】
また、特許文献４では、吸音材を隙間無く充填することにより充分な遮音性能を発揮させることが可能な床パネルを提供することを目的とし、下方に床根太が取り付けられた床板の下面において、その床根太の間に吸音材層を設けた床パネルが開示されている。
【０００６】
更に特許文献５においては、一対の面材とそれらを連結するリブから構成される中空形材で構成され、リブの一部又は全ての面において制振樹脂を貼り付ける技術も開示されている。即ち、この特許文献５の開示技術では、パネル床構造の芯材に制振材を設置する技術的思想に基づくものである。この技術的思想は、例えば、特許文献６においても同様に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３０７４３７号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２１５１号公報
【特許文献３】特開２００２−３８６２２号公報
【特許文献４】特開平６−３２２８７４号公報
【特許文献５】特開平１０−１８４７４号公報
【特許文献６】特開平１１−７１８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、大梁と小梁あるいは／または梁と根太などの横架材をグリッド状に組んだ床構造構成材料として、床たわみ、遮音性、耐震性などの居住性や施工性等を向上させる目的で、床パネル構造を用いることがある。床パネル構造とは、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材を備え、前記面材の間に配置されて前記の各々と連結された芯材とを備えた高剛性パネル構造である。なお事務所ビルや集合住宅では大梁と小梁が用いられ、戸建住宅では梁と根太が用いられる。この床パネルに着目したとき、上述した特許文献１〜６において、吸音材層を下面材表面に取り付ける構成は開示されている一方、上面材底面に取り付ける構成は何ら開示されていない。
【０００８】
しかし、この床パネルにおける下面材底面に吸音材を取り付ける構成では、軽量衝撃音のみならず、特に重量衝撃音の遮音性を改善するには限界があり、更なる遮音性の向上を図るためには、軽量衝撃音、重量衝撃音ともに従来の２〜３ｄＢ程度改善すべきとの要請が高かった。
【０００９】
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、上面材と下面材を平行配置した床パネル構造において、軽量衝撃音、重量衝撃音の遮音性をより改善することが可能な床パネル構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の床パネル構造は、横架材をグリッド状に組んだ床構造に配設可能な床パネル構造において、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材を備え、上記上面材の底面には吸音材の層が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の床パネル構造は、請求項１記載の発明において、上記下面材表面には、少なくとも上フランジが形成されている形材を設置させるとともに、当該形材の上フランジ上面を上記吸音材に圧接させることにより、上記吸音材が上記上面材に対して圧着されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の床パネル構造は、請求項１記載の発明において、上記上面材と上記下面材間に波板が配設されてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の床パネル構造は、請求項１記載の発明において、上記上面材の板厚は、上記下面材の板厚よりも薄く形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の床パネル構造は、請求項１記載の発明において、上記上面材、上記下面材並びにこれらの間に配設されている芯材は、それぞれ鋼製であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材を備え、上記上面材の底面には吸音材の層が設けられているため、軽量衝撃音、重量衝撃音の遮音性をより改善することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、建築構造物の床に適用される床パネル構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明を適用した床パネル１を模式的に説明する破断斜視図であり、図２はこの床パネル１の正面図を示している。床パネル１は、上フランジ２１及び下フランジ２２がウェブ２３を介して形成されている形鋼２における下フランジ２２に下面材１２がドリリングタッピングねじ等の固着具１５により固着されており、上フランジ２１には上面材１１が固着されている。その結果、この上面材１１並びに下面材１２の間には、空間が形成されており、当該空間内において、吸音材１４の層が上面材１１の底面において設けられている。このような床パネル１は、大引き及び床梁をグリッド状に組んだ図示しない床構造に配設可能となる。
【００１８】
形鋼２は、圧延加工等の工程を経て製造されるものであり、ウェブ２３の高さは上面材１１と下面材１２との間に形成すべき空間に応じて予め決められている。形鋼２の厚さおよび機械的性質は、所定の強度を確保するものであれば、これを問わない。形鋼２の表面処理は、これを問わないが、耐食性を向上させるために、亜鉛めっきを施すことが望ましい。形鋼２の部分に木製角材やエンジニアリングプラスチック棒など形鋼以外の棒状の非金属材料を用いると、所定の強度を確保することが困難となり、十分な所定の強度を得ようとすれば重量が増加するため、鋼製とすることが望ましいが、これに限定されるものではなく、いかなる材料で構成してもよい。また、形鋼２にアルミニウム、銅、チタンなど、鋼以外の棒状の金属材料（合金を含む）を用いると、十分な所定の強度を得ることが困難である場合や、所定の強度を確保できてもコスト高となるため、鋼製とすることが望ましい。
【００１９】
上面材１１は、いわゆる床下地板としての役割を担うものであり、その表面には、図示しない化粧合板が取り付けられる。下面材１２は、いわゆる天井板としての役割を担うものである。別途、天井板用に野縁等を設置することも可能である。これら上面材１１並びに下面材１２の厚さ、材質、構造は、所定の強度が得られる限りにおいて、これを問わない。しかし、上面材１１並びに下面材１２の重量が５０ｋｇを越えると、人手による運搬、施工に不便を来たし、本発明の目的に添わないので、床板の重量が５０ｋｇ未満となるような厚さ、材質、構造の構成であることが望ましい。同様の理由により、上面材１１並びに下面材１２の厚さは、５０ｍｍ以下であることが望ましい。床板は、均質な材料でできている必要はなく、積層構造、ハニカム構造などの複合構造であってもよい。
【００２０】
吸音材１４は、例えばロックウール、グラスウール等の繊維質材料やウレタンフォーム等の発泡材料等で構成されている。本発明において、この吸音材１４の層の厚さは、最小を、１００ｍｍとし、最大は、上記上面材１１と上記下面材１２間を当該吸音材１４で埋めるまでとするようにしてもよいが、これに限定されるものではなく、いかなる厚さで構成してもよい。また、この吸音材１４をグラスウールで構成する場合において、その単位重量は、１６〜９６ｋｇ/ｍ３で構成されていることが望ましい。
【００２１】
ちなみに、この吸音材１４を上面材１１の底面に設ける場合には、ビス止めやタッカーで固定する等、従来におけるいかなる固定手段を適用するようにしてもよい。また、この吸音材１４を接着等の固定手段により上面材１１に固定するようにしてもよい。
【００２２】
本発明を適用した床パネル１の吸音メカニズムを以下に説明する。下階の音圧は、下階の空気粒子速度の関数として表現される。これにより、下階の音圧の上昇は下面材の振動により下階の空気が振動させられるため、と考えられる。一方、衝撃源により加振されるのは上面材であり、下面材の振動は、1)固体伝播（上面材の振動→芯材の振動→下面材の振動）、および2)空気伝播（上面材の振動→内部空気の振動→下面材の振動、により励起されるものと考えられる。以上により上面材底面に吸音材を設置することにより、下面材の振動の発生源である上面材の振動を直接に抑制できると考えられ、吸音特性を向上させることが可能となる。
【００２３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、以下の図４、５に示すような形態として適用されるようにしてもよい。
【００２４】
図４に示す床パネル１では、下面材１２表面には、少なくとも上フランジ３４が形成されている形材３１が設置されている。この形材３１は、更に下フランジが形成されたいわゆるＨ形鋼やＩ形鋼として構成されていてもよい。このとき、上フランジ３４の高さを予め高めに設定しておいた上で、形材３１を吸音材１４と下面材１２との間に介装することにより、この形材３１の上フランジ３４が吸音材１４に対して下側から上側へ圧力が負荷されたいわゆる圧接状態で静止することになる。この上フランジ３４により図中矢印に示すような下側からの圧力が加えられた吸音材１４は、上面材１１底面に対して圧着された状態で固定されることになる。上面材の支持点を増やすことにより、上面材の支持スパンが短くすることができて、上面材の振動を直接に抑制できると考えられる。
【００２５】
図５に示す床パネル１では、下面材１２表面には、少なくとも上フランジ３５が形成されている形材３２が設置されている。この形材３２は、いわゆるボックス形鋼であり、上フランジ３５のみならず下フランジ等も備えている。この形材３２も同様に、上フランジ３５の高さを予め高めに設定しておいた上で、形材３２を吸音材１４と下面材１２との間に介装することにより、この形材３２の上フランジ３５が吸音材１４に対して下側から上側へ圧力が負荷されたいわゆる圧接状態で静止することになる。この上フランジ３５により図中矢印に示すような下側からの圧力が加えられた吸音材１４は、上面材１１底面に対して圧着された状態で固定されることになる。
【００２６】
なお、この吸音材１４と下面材１２との間に介装する形材３１、３２は、上述した形状のものに限定されるものではなく、少なくとも上フランジ３４、３５が形成されているものであれば、いかなる形状、材質で構成されていてもよいことは勿論である。但し、この形材３１、３２は、少なくとも形材３１の上フランジ３４が吸音材１４に対して圧接状態で静止可能とすることが条件となる。
【００２７】
図６は、上面材１１と下面材１２間に波板３を配設した床パネル１の構成を示している。この波板３における折曲げ点は、上端３１と下端３２において形成されるものであり、この上端３１が上面材１１に対してドリルねじ等の固着手段により固着され、また、この下端３２が下面材１２に対して当該固着手段により固着されることになる。
【００２８】
吸音材１４は、上述したように上面材１１の底面において配置されるが、図６に示すように波板３の上端３１において形成される山部底面にも吸音材１４を配設するようにしてもよい。
【００２９】
このような図６に示す構成からなる床パネル１においても同様に遮音特性を向上させることが可能となる。
【００３０】
また、図７は、下面材１２の板厚を上面材１１の板厚よりも厚く構成した例を示している。この下面材１２の板厚は、上面材１１の板厚の１．１〜１０倍で構成されていることが望ましい。その理由として、下面の板厚を増加することにより下面の振動を抑制できるとともに、パネル全体の振動としては相対的に柔らかく振動しやすい上面板の振動が卓越するようになり、結果として下面板の振動を抑制できると考えられる。
【００３１】
さらに、本発明では、上記上面材、上記下面材並びにこれらの間に配設されている芯材としての形鋼２をいずれも鋼製とすることにより、非金属材料を用いる場合のように所定の強度を確保することが困難となることがなく、十分な所定の強度を得ようとするために重量が増加することもないことや、鋼以外の金属材料（合金を含む）を用いる場合のように、十分な所定の強度を得ることが困難となくことがないく、所定の強度を確保できてもコスト高となることがない、という利点がある。
【００３２】
上述した構成からなる床パネル１を床構造に配設することによる作用効果について説明をする。
【００３３】
図３は、ＪＩＳ  Ａ  １４１８−２に従って行った重量床衝撃音試験の結果を示している。音波の周波数（Ｈｚ）に対する音圧レベル（ｄＢ）の調査結果を示している。この調査では、本発明を適用した図８(a)に示す床パネル１（以下、本発明例という。）と、上面材１１と下面材１２とを形鋼２を介して所定間隔に平行に配置した床パネルに何ら吸音材１４を設けない図８(b)に示す比較例１と、吸音材１４を下面材１２の表面に設けた図８(c)に示す比較例２との３種類について、音圧レベルを調査した。調査した音波の周波数は、６３、１２５、２５０、５００、１ｋ、２ｋ、４ｋ（Ｈｚ）とした。また、この調査において上面材１１の板厚は、下面材１２の板厚の３．５６倍のものを利用している。
【００３４】
図３の結果より、本発明例は、比較例１、２と比較して、各周波数帯域において音圧レベルをより低く抑えることができることが示されている。特に吸音材１４を下面材１２の表面に形成させた比較例２と比較しても各周波数帯域につき２〜３ｄＢ程度低く抑えることができることが分かった。特にロックウールやグラスウール等の吸音材により、高い周波数帯域における軽量衝撃音を吸音できることは従来より知られていたが、本発明例では、この低い周波数帯域に位置する重量衝撃音をも効果的に吸音することができることが示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用した床パネルを模式的に説明する破断斜視図である。
【図２】本発明を適用した床パネルの正面図を示している。
【図３】室内において発生させた音波の周波数（Ｈｚ）に対する音圧レベル（ｄＢ）の調査結果を示す図である。
【図４】下面材表面に、上フランジが形成されている形材を設置する例を示す図である。
【図５】下面材表面に、上フランジが形成されている形材を設置する他の例を示す図である。
【図６】上面材と下面材間に波板を配設した床パネルの構成を示す図である。
【図７】下面材の板厚を上面材の板厚よりも厚く構成した例を示す図である。
【図８】図３に示す本発明例、比較例１、２の正面図を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  床パネル
２  形鋼
１４  吸音材
１５  固着具
２１  上フランジ
２２  下フランジ
２３  ウェブ
【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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