(57)【要約】【課題】床パネルの基本的な機能を損なうことなく、床下側への振動・衝撃の伝達を低減し、騒音などの問題を解消する。【解決手段】建築物の床部分に前後左右に並べ互いに接合することで床構造を構成する床パネル１０であって、鋼材を組み立て接合して構成された鋼枠部２０と、鋼枠部２０のうち、施工後に床上面を向く表面に貼り付けられた表面板材４０と、鋼枠部のうち、施工後に床下面を向く表面に貼り付けられたケナフ繊維ボード３０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の床部分に前後左右に並べ互いに接合することで床構造を構成する床パネルであって、
鋼材を組み立て接合して構成された鋼枠部と、
前記鋼枠部のうち、施工後に床上面を向く表面に貼り付けられた表面板材と、前記鋼枠部のうち、施工後に床下面を向く表面に貼り付けられたケナフ繊維ボードとを備える
床パネル。
【請求項２】
前記鋼枠部が、外周を囲む周枠部と、周枠部の内側で周枠部の対向辺に架け渡された胴縁部とを有し、
前記ケナフ繊維ボードは、ケナフ繊維の配向する方向が前記鋼枠部の前記胴縁部と直交する方向に配置されている
請求項１に記載の床パネル。
【請求項３】
前記ケナフ繊維ボードは、前記鋼枠部の前記胴縁部と平行な方向に断続的に、前記胴縁部と直交する周枠部の対向辺に架け渡されている
請求項２に記載の床パネル。
【請求項４】
前記ケナフ繊維ボードは、厚み２〜８ｍｍで、前記ケナフ繊維の配向する方向における強度が３０００Ｎ／ｃｍ２以上、ヤング率が５０００００Ｎ／ｃｍ２以上である請求項１〜３の何れかに記載の床パネル。
【請求項５】
建築物の床部分を構成する床構造であって、
請求項１〜４の何れかに記載の床パネルを、前記床部分に前後左右に並べ互いに接合してなる
床構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床パネルおよび床構造に関し、詳しくは、住宅などの建築物の床部分を構築するのに使用される床パネルと、このような床パネルを用いた床構造とを対象にしている。
【０００２】
【従来の技術】
工業化住宅の床部分を構築するために、矩形盤状の床パネルが使用されている。
床パネルは、型鋼材などを枠状に組み立てて溶接などで接合一体化させた鋼枠に、床上面を構成する表面板材を貼り付けて一体化させた構造を有する。
住宅の床部分に、床パネルを並べて敷き詰め、床パネル同士をボルト締結したり、床パネルを床の土台部分にボルト締結したりすることで、床構造が構築できることになり、施工能率の向上を図ることができる。
【０００３】
鋼枠で構成された床パネルは、太い柱材や梁材を使用しなくても、十分な構造強度を有するので、全体が軽量化でき、輸送や保管、現場への搬入、設置作業が行い易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記したような床パネルを採用した床構造では、騒音や振動の問題が生じることがある。
例えば、２階の床構造に前記した床パネルを採用すると、２階の床上で人が移動したり物を落としたりしたときに、その振動や衝撃が、床パネルを介して階下に響いて伝わり易い。
その原因の一つとして、床パネルを構成する鋼枠による振動・衝撃の伝達が考えられる。床パネルの軽量化を図るために比較的に薄い鋼材を使用した鋼枠は、床上の振動や衝撃で、鋼枠が拡がったり反ったりするような変形を起こし易く、この変形によって、床下側に振動や衝撃による騒音が伝達される。
【０００５】
床パネルを構成する鋼枠の材料厚みを増やしたり、鋼枠に補強リブや補強桟を多数挿入したりすれば、上記問題は低減できるが、床パネルの重量が増大し、取扱い難くなるとともにコストも増えてしまう。床パネルを支える基礎構造や柱構造の重量負担も増える。
本発明の課題は、前記した床パネルの基本的な機能を損なうことなく、床下側への振動・衝撃の伝達を低減し、騒音などの問題を解消することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる床パネルは、建築物の床部分に前後左右に並べ互いに接合することで床構造を構成する床パネルであって、鋼材を組み立て接合して構成された鋼枠部と、前記鋼枠部のうち、施工後に床上面を向く表面に貼り付けられた表面板材と、前記鋼枠部のうち、施工後に床下面を向く表面に貼り付けられたケナフ繊維ボードとを備える。
〔建築物の床〕
一般の住宅、集合住宅、オフィスビルや工場、その他、通常の建築物の床構造に適用できる。建築物の１階部分の床構造にも適用できるが、振動の伝達防止や防音の必要性が高い階上部分の床構造に有効である。
【０００７】
床パネルを前後左右に並べ互いに接合させて構成される床構造に適用される。床パネルには、基本構造として、鋼枠部と、床上面側の表面に貼り付けられた表面板材とを備えている。
〔鋼枠部〕
鋼材を組み立て接合して構成される。基本的には、通常の床パネルと同様の材料および構造が採用できる。
鋼材は、通常の構造用鋼材料から製造された型鋼材が使用できる。Ｃ型鋼やＨ型鋼、Ｌ型鋼などが使用される。平坦な鋼板や鋼棒材などを組み合わせることもできる。
【０００８】
鋼枠部は、床パネルの全体形状に対応する、厚みのある盤体状の外形を鋼材で枠状に形作り、鋼材同士を溶接やリベット、ボルトなどで締結して製造される。
鋼枠部の構造として、外周を囲む周枠部と、周枠部の内側で周枠部の対向辺に架け渡された胴縁部とを有するものが使用できる。周枠部が全体形状を構成し、胴縁部が周枠部を補強して、鋼枠部の耐変形性や構造強度を高める。
床パネルを軽量化するには、構造強度を維持できる最小限の鋼材で鋼枠部を構成するのが望ましい。そのために、鋼材の厚みを薄くしたり、幅を狭くしたり、胴縁部の本数を減らしたりすることが有効となる。
【０００９】
鋼枠部には、表面板材やケナフ繊維ボードを取りつけるための釘孔やネジ孔、位置決め突起などを設けておくことができる。床パネル同士を連結する際のボルト孔や係合構造を設けることもできる。配管や配線を通す孔や切り欠きを形成しておくこともできる。
〔表面板材〕
鋼枠部のうち、施工後に床上面を向く表面に貼り付けられる。
通常の床パネルにおける表面板材と同様の材料や構造が採用できる。
具体的な材料として、パーティクルボード、合板などが挙げられる。
【００１０】
表面板材が、振動吸収性や耐変形性を有する材料であれば、鋼枠部への振動伝達を抑制できる。
〔ケナフ繊維ボード〕
鋼枠部のうち、施工後に床下面を向く表面に貼り付けられる。
１年草であるケナフの繊維を集積してバインダー剤で一体成形したものである。ケナフ繊維として、長繊維を多く含むものが、耐変形性を向上できる。繊維を配向させると、繊維の配向する方向における耐変形性が特に向上する。ケナフ繊維として、長さ０．２〜２ｍの長繊維を用いるのが好ましい。なお、ケナフ繊維ボードには、ケナフ繊維のほかに、ケナフの芯材を粉砕したものなどを配合しておくこともできる。ケナフ繊維が１方向に配向されているものが好ましい。
【００１１】
ケナフ繊維ボードの製造方法は、通常の建材用途に利用されているケナフ繊維ボードと共通する技術が適用できる。基本的には、ケナフ植物の表皮部分を原料にして、繊維解繊、繊維マット化、接着剤含浸、乾燥、マット積層、熱圧プレスなどの工程を経て製造される。より具体的には、特開２００２−２８３３１３号公報、特開２００２−２４８６１０号公報、特開平１１−３３３９８６号公報などに開示された技術が適用される。
ケナフ繊維の配向する方向を、使用状態で大きな変形力が加わる方向に配置しておけば、変形阻止が有効に果たせる。床パネルの鋼枠部の場合、胴縁部と直交する方向が変形し易い場合が多いので、この方向にケナフ繊維の配向が配置されるようにケナフ繊維ボードを鋼枠部に取りつけるのが好ましい。
【００１２】
ケナフ繊維ボードは、鋼枠部の全面に配置しておいてもよいが、鋼枠部の変形防止あるいは振動吸収に効果的な一部のみに配置しておいてもよい。例えば、鋼枠部の胴縁部と平行な方向に断続的に、胴縁部と直交する周枠部の対向辺に架け渡すことができる。鋼枠部の全面にケナフ繊維ボードが配置されているほうが変形防止機能は高まる。鋼枠部の内部空間において振動の共鳴や増幅、反射などが起こらないようにするには、鋼枠部の内部空間と下方空間とを連通させておくほうが好ましい場合がある。
ケナフ繊維ボードは、必要とされる変形防止能力に合わせて、その厚みを設定することができる。通常、厚み２〜８ｍｍの範囲に設定される。好ましくは４〜６ｍｍである。
【００１３】
ケナフ繊維ボードの耐変形性を評価する特性として、ケナフ繊維の配向する方向における強度が３０００Ｎ／ｃｍ２以上、ヤング率が５０００００Ｎ／ｃｍ２以上であるものが好ましい。
ケナフ繊維ボードは、釘止め、ビス止め、あるいは、接着などの通常の締結手段で鋼枠部に固定される。
〔床構造〕
上記した各部材で構成される床パネルは、通常の建築物における床部分の施工に利用される。
【００１４】
床パネルの配置や固定、施工方法などは、通常の床パネルと同様である。通常は、建築物の土台や根太、梁などの支持構造の上に、床パネルを前後左右に並べて配置し、床パネルを支持構造にボルト接合したり、床パネル同士をボルト連結したりすればよい。
施工された床パネルの上には、必要に応じて床仕上げ材が施工される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜３に示す床構造は、床パネル１０で構成されている。
〔床パネル〕
床パネル１０は、全体が厚みのある矩形盤状をなしている。床パネル１０は、鋼枠部２０と表面板材４０とケナフ繊維ボード３０を有する。
鋼枠部２０は、Ｃ型鋼などの型鋼材を組み立て溶接で接合して作製されている。鋼枠部２０には、外周を矩形状に囲む周枠２２と、周枠２２の内側で、周枠２２の対向辺に架け渡された胴縁２４とを有する。図３に示すように、胴縁２４は、Ｃ型鋼を２本、背中合わせに組み合わせたＨ字形断面を有する。周枠２２の対向する短辺の中央に１本の胴縁２４が配置されている。但し、床パネル１０の寸法や要求性能によって、複数本の胴縁２４を、互いに間隔をあけて平行に配置する場合もある。
【００１６】
鋼枠部２０の具体的な寸法例を示すと、全体が１８００×３６００ｍｍの矩形で厚み２００ｍｍに設定できる。鋼枠２２および胴縁２４に、厚み２．３ｍｍのＣ型鋼が使用される。胴縁２４として、周枠２２の短辺中央にＣ型鋼をＨ形に組み合わせた胴縁２４を配置し、その両側に周枠２２の長辺との真中にＣ型鋼からなる胴縁２４をそれぞれ配置する。
図示を省略するが、鋼枠部２０の周枠２２には、床パネル１０同士を連結するためのボルト孔が貫通している。周枠２２および胴縁２４のうち、表面板材４０やケナフ繊維ボード３０の取り付け個所などには、ネジ釘などをねじ込むための当て板を設けておいたりすることもできる。
【００１７】
表面板材４０は、厚み１５ｍｍ以上の合板やパーティクルボードからなり、鋼枠部２０の上面側のほぼ全面を覆って貼り付けられている。
ケナフ繊維ボード３０は、表面板材４０とは反対面となる鋼枠部２０の下面側に貼り付けられている。図２に示すように、細長い帯板状のケナフ繊維ボード３０が、矩形の鋼枠部２０に対して、周枠２２の対向する長辺の両端および中央にそれぞれ架け渡されている。ケナフ繊維ボード３０を構成するケナフ繊維の配向する方向（図２の白矢印方向）が、胴縁２４と直交する方向になっている。
ケナフ繊維ボード３０の具体例として、ケナフ繊維ボード（松下電工社製、厚み４ｍｍ）を、幅３０ｃｍ×長さ９０ｃｍの帯板に裁断したものが使用できる。このケナフ繊維ボードは、ケナフ繊維の配向する方向における強度が３０００Ｎ／ｃｍ２以上、ヤング率が５０００００Ｎ／ｃｍ２以上である。
【００１８】
このような構造を有する床パネル１０は、予め工場などで製造しておき、建築現場に搬入して床構造の構築に利用される。
〔床パネルの施工〕
建築物の床部分には、床パネル１０を支持する基礎構造や柱構造などを施工しておく。
床パネル１０を、それらの支持構造にボルト締結し、互いの間もボルト締結して、床部分に沿って敷き詰める。表面板材４０が床上側、ケナフ繊維ボード３０が床下側に配置される。
【００１９】
床パネル１０が施工されたあと、表面板材４０の上には、床仕上げ５０を施工することができる。ケナフ繊維ボード３０の下方には、階下の天井などが施工される。
〔床構造の防振・防音機能〕
床パネル１０で構成された床構造の階上側で、踏圧が加わったり物を落とした衝撃が加わったりすると、床パネル１０には、鋼枠部２０を押し拡げたり反らせたりする方向の力が加わる。
床パネル１０の上面側は、表面板材４０および床仕上げ材５０などが存在するので、それほど変形できないが、床パネル１０の下面側には変形を規制する構造が存在しないので、下面側が外周側に拡がるように変形し易い。一旦は変形した鋼枠部２０が自らの弾性力で直ちに復元するため、変形と復元とが短い周期で振動的に発生する。変形と復元の繰り返しが共振状態になると、床パネル１０の下面側に、強い振動や騒音を伝達してしまう。矩形状の床パネル１０あるいは鋼枠部２０の場合、周枠２２の長辺部分は両端で短辺部分と連結されているだけなので、長辺部分の中央は変形し易い状態になっている。
【００２０】
このとき、床パネル１０の下面側にケナフ繊維ボード３０が配置されていると、鋼枠部２０の変形をケナフ繊維ボード３０が効果的に抑制して、振動や騒音の伝達を阻止する。ケナフ繊維ボード３０は鋼枠部２０の材料とは材質が違い、振動特性も違っているので、鋼枠部２０に発生する変形振動がケナフ繊維ボード３０に伝わると吸収されてしまい、共振による振動や騒音の伝達あるいは増大が遮断される。
なお、鋼枠部２０に同じ材質の胴縁２４を増やしたり補強部材を加えたりしただけでは、鋼枠部２０全体が共振を起こすと、振動や騒音が却って大きくなることがある。
【００２１】
ケナフ繊維ボード３０は、ケナフ繊維が配向する方向には、特に大きな耐変形性を示すという特性がある。図２で、周枠２２のうち変形し易い長辺中央で、ケナフ繊維ボード３０の繊維配向が、周枠２２の変形を阻止する方向に配置されているので、変形阻止の効果が高まる。
なお、ケナフ繊維ボード３０を、鋼枠部２０の全面に貼り付けておくこともできる。全面に貼り付けたほうが、変形の阻止機能は高まる。但し、鋼枠部２０の両面が、表面板材４０とケナフ繊維ボード３０とで塞がれた状態になると、振動や衝撃音が、鋼枠部２０の内部空間で反射増幅される場合がある。鋼枠部２０を密閉しないためには、ケナフ繊維ボード３０を全面に貼り付けないほうが良い。また、目的とする変形・振動の吸収機能が達成できるのであれば、ケナフ繊維ボード３０の使用量を減らし、軽量化を図るために、ケナフ繊維ボード３０を部分的に貼り付けておくことが望ましい。
【００２２】
〔性能比較〕
前記実施形態と同様の床パネル１０を、ケナフ繊維ボード３０の代わりに、合板あるいはパーティクルボードを用いて作製し、その性能を評価した。
合板およびパーティクルボードは、方向による強度の違いはそれほどない。ケナフ繊維ボード３０は、繊維方向：繊維直交方向の強度比が、１：０．６〜０．９であり、方向による強度の違いがある。
ケナフ繊維ボード３０を用いた床パネル１０と同程度の引張耐力性能を発揮させるのに必要な厚みを、合板およびパーティクルボードについて求めた。その結果、４ｍｍのケナフ繊維ボード３０と１２ｍｍの合板が同等であり、１．５ｍｍのケナフ繊維ボード３０と１２ｍｍのパーティクルボードが同等であった。したがって、同じ性能の床パネル１０を構成するのに、合板やパーティクルボードに比べて、ケナフ繊維ボード３０を使用することで、使用材料の厚みを減ずることができ、床パネル１０全体の厚みも薄くなり、軽量化も果たせる。
【００２３】
ケナフ繊維ボード３０は、胴縁２４の長さ方向と直交する方向に繊維方向を配置することで、防振性が格段に向上したが、合板やパーティクルボードの場合には、配置方向による防振性能の向上は全くなかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明にかかる床パネルおよび床構造は、床上方から伝わる振動や衝撃などで鋼枠部が変形したり共振したりして床下方に振動や騒音が伝わることを、床パネルの鋼枠部にケナフ繊維ボードを貼り付けておくことで、効果的に抑制することができる。
ケナフ繊維ボードは、鋼枠部とは材質的な振動特性が異なり、軽量で耐変形性にも優れているので、床パネルの構造を複雑にしたり大きな重量増加や製造コストの増大を招いたりすることなく、振動伝達阻止あるいは防音機能を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す床パネルの施工状態を示す断面図
【図２】床パネルの下面図
【図３】図１と直交する方向の断面図
【符号の説明】
１０    床パネル
２０    鋼枠部
２２    周枠
２４    胴縁
３０    ケナフ繊維ボード
４０    表面板材
５０    床仕上げ材
【図１】
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【図２】
2004183408.tif 000004
【図３】
2004183408.tif 000005