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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023048848
(43)【公開日】2023-04-07
(54)【発明の名称】浮床構造
(51)【国際特許分類】
   E04F 15/18 20060101AFI20230331BHJP
   E04B 5/43 20060101ALI20230331BHJP
   E04B 1/98 20060101ALI20230331BHJP
   E04B 1/82 20060101ALI20230331BHJP
   E04F 15/20 20060101ALI20230331BHJP
【FI】
E04F15/18 601F
E04B5/43 H
E04B1/98 S
E04B1/82 K
E04F15/18 602F
E04F15/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021158393
(22)【出願日】2021-09-28
(71)【出願人】
【識別番号】506251580
【氏名又は名称】株式会社東京ブイテック
(71)【出願人】
【識別番号】517308231
【氏名又は名称】株式会社関東エンジニアリング
(71)【出願人】
【識別番号】521035819
【氏名又は名称】株式会社関西エンジニアリング
(71)【出願人】
【識別番号】596006536
【氏名又は名称】カネカフォームプラスチックス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】井手上 政晴
(72)【発明者】
【氏名】松井 淳幸
(72)【発明者】
【氏名】京村 隆
(72)【発明者】
【氏名】小村 倫生
(72)【発明者】
【氏名】中道 幹芳
【テーマコード(参考)】
2E001
2E220
【Fターム(参考)】
2E001DF02
2E001DG01
2E001FA11
2E001GA01
2E001GA12
2E001GA82
2E001HD01
2E001HD03
2E220AA19
2E220GA02Y
2E220GA03Y
2E220GA07Y
2E220GA09Y
2E220GA25X
2E220GA25Y
2E220GB22X
2E220GB22Y
2E220GB37Y
(57)【要約】
【課題】浮床構造の施工コストの低減を図った上で、浮床構造の耐荷重性能を十分に確保しつつ、浮床構造の防振性能を向上させる。
【解決手段】緩衝体(14)は、ポリオレフィン系樹脂発泡体からなり、緩衝体本体(18)の各収容孔(18h)内に荷重支持材(20)が配設される。各荷重支持材(20)は、弾性体(22)と、弾性体(22)と上下に重なるように配置された厚み調整材(24)とを有する。緩衝体本体(18)の動的ばね定数は、10×10N/m以下であり、弾性体(22)の動的ばね定数は、7×10N/m以下である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
床スラブ上に配設された緩衝体と、該緩衝体上に配設された浮床部と、を備えた浮床構造において、
前記緩衝体は、
ポリオレフィン系樹脂発泡体からなり、収容孔が上下方向に沿って貫通して形成された緩衝体本体と、
前記緩衝体本体の収容孔内に配設され、前記浮床部の積載荷重による前記緩衝体本体の圧縮変形に伴い、前記浮床部の積載荷重を支持するように構成された荷重支持材と、を有し、
前記荷重支持材は、
弾性体と、
前記弾性体と上下方向に重なるように配置され、前記緩衝体本体及び前記弾性体よりも剛直に構成され、前記荷重支持材の厚みを調整する厚み調整材と、を有し、
前記緩衝体本体の動的ばね定数は、10×10N/m以下であり、
前記弾性体の動的ばね定数は、7×10N/m以下である、浮床構造。
【請求項2】
前記弾性体の動的ばね定数は、1×10N/m以上である、請求項1に記載の浮床構造。
【請求項3】
各荷重支持材の体積に対する前記弾性体の体積の比率は、20%~60%である、請求項1又は2に記載の浮床構造。
【請求項4】
前記緩衝体本体の動的ばね定数は、2×10N/m以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の浮床構造。
【請求項5】
前記緩衝体の上面全体の面積に対する全ての前記荷重支持材の上面の総面積の比率は、1%~3%である、請求項1~4のいずれか1項に記載の浮床構造。
【請求項6】
前記弾性体は、高密度ポリウレタンフォームからなり、前記弾性体の密度は、300Kg/m~800Kg/mである、請求項1~5のいずれか1項に記載の浮床構造。
【請求項7】
前記厚み調整材は、コンクリート、金属、木材、及び合成樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の素材からなる、請求項1~6のいずれか1項に記載の浮床構造。
【請求項8】
前記緩衝体本体の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度は、12Kg/m~20Kg/mであり、
ポリオレフィン系樹脂発泡体の独立気泡率は、80%以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載の浮床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、床スラブ上に配設された緩衝体と、該緩衝体上に配設された浮床部とを備える浮床構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、コンクリート系中高層集合住宅での騒音対策として、コンクリートスラブ等の床スラブ上に緩衝体を配設し、この緩衝体上にコンクリート製の浮床部を配設する浮床構造が採用されている。特許文献1に記載の浮床構造は、床スラブとコンクリート製の浮床部との間に配設する緩衝体として、グラスウール又はロックウール等の無機質繊維板を用いている。
【0003】
しかし、グラスウール等の無機質繊維板は、水分を含むことによって、浮床構造の防振性能及び遮音性能が悪化するため、現場でコンクリートを打設する前に防水層を配設する必要がある。そのため、浮床構造の工数が増えて、浮床構造の工期が長くなるとう問題があった。
【0004】
そこで、特許文献2に記載の浮床構造のように、緩衝体の緩衝体本体の素材として合成樹脂発泡体の適用が提案されている。合成樹脂発泡体は含水性が少ないために、含水の可能性が高い場所においても、浮床構造の防振性能、遮音性能が劣化することない。
【0005】
更に、特許文献2に記載の浮床構造においては、緩衝体本体には、複数の収容孔が厚み方向に貫通して形成されている。緩衝体本体の各収容孔内には、緩衝体本体(合成樹脂発泡体)よりクリープ変形の小さい耐水性の弾性体が配設されている。そして、各弾性体は、浮床部の積載荷重による緩衝体本体の圧縮変形に伴い、浮床部の積載荷重を支持するように構成されている。そのため、緩衝体本体の圧縮変形による浮床部の沈下を許容範囲内に留めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平3-100262号公報
【特許文献2】特開2001-200629号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、浮床部の積載荷重に対する耐荷重性能を十分に確保しつつ、防振性能を向上させる弾性体として、ウレタン系エラストマー等の比較的高価な素材が用いられている。そのため、比較的高価な弾性体の使用量の低減による施工コストの低減を図った上で、耐荷重性能を十分に確保しつつ、防振性能を向上させることができる浮床構造の出現が所望されていた。
【0008】
そこで、本発明の一態様は、浮床構造の施工コストの低減を図りつつ、浮床構造の耐荷重性能を十分に確保し、また浮床構造の防振性能及び遮音性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願の発明者は、試行錯誤を繰り返した結果、ポリオレフィン系発泡体からなる緩衝体本体の収容孔内に厚み調整材が弾性体と上下方向に重なるように配置された場合に、緩衝体本体及び弾性体の動的ばね定数を適切に設定することにより、コストの抑制が可能となるとともに、浮床構造の耐荷重性能を十分に確保しつつ、浮床構造の防振性能及び遮音性能を向上させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。ここで、緩衝体本体及び弾性体の動的ばね定数を適切に設定するとは、緩衝体本体の動的ばね定数を10×10N/m以下に設定すると共に、弾性体の動的ばね定数を7×10N/m以下に設定することである(後述の実施例参照)。
【0010】
本発明の一態様に係る浮床構造は、床スラブ上に配設された緩衝体と、該緩衝体上に配設された浮床部と、を備えた浮床構造において、前記緩衝体は、ポリオレフィン系樹脂発泡体からなり、収容孔が上下方向に沿って貫通して形成された緩衝体本体と、前記緩衝体本体の収容孔内に配設され、前記浮床部の積載荷重による前記緩衝体本体の圧縮変形に伴い、前記浮床部の積載荷重を支持するように構成された荷重支持材と、を有し、前記荷重支持材は、弾性体と、前記弾性体と上下方向に重なるように配置され、前記緩衝体本体及び前記弾性体よりも剛直に構成され、前記荷重支持材の厚みを調整する厚み調整材と、を有し、前記緩衝体本体の動的ばね定数は、10×10N/m以下であり、前記弾性体の動的ばね定数は、7×10N/m以下である。
【0011】
前記浮床構造において、前記弾性体の動的ばね定数は、1×10N/m以上であってもよい。
【0012】
前記浮床構造において、各荷重支持材の体積に対する前記弾性体の体積の比率は、20%~60%であってもよい。
【0013】
前記浮床構造において、前記緩衝体本体の動的ばね定数は、2×10N/m以上であってもよい。
【0014】
前記浮床構造において、前記緩衝体の上面全体の面積に対する全ての前記荷重支持材の上面の総面積の比率は、1%~3%であってもよい。
【0015】
前記浮床構造において、前記弾性体は、高密度ポリウレタンフォームからなり、前記弾性体の密度は、300Kg/m~800Kg/mであってもよい。
【0016】
前記浮床構造において、前記厚み調整材は、コンクリート、金属、木材、及び合成樹脂の群から選択される少なくとも1種の素材からなってもよい。
【0017】
前記浮床構造において、前記緩衝体本体の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度は、12Kg/m~20Kg/mであり、ポリオレフィン系樹脂発泡体の独立気泡率は、80%以上であってもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明の一態様によれば、浮床構造の施工コストの低減を図った上で、浮床構造の耐荷重性能を十分に確保しつつ、浮床構造の防振性能及び遮音性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本実施形態に係る浮床構造の模式的な断面図である。
図2】本実施形態の他の態様に係る浮床構造の模式的な断面図である。
図3】本実施形態の他の態様に係る浮床構造の模式的な断面図である。
図4】本実施形態の他の態様に係る浮床構造の模式的な断面図である。
図5】本実施形態の他の態様に係る浮床構造の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本実施形態について図1から図5を参照して参照して説明する。図1は、本実施形態に係る浮床構造の模式的な断面図である。図2から図5は、本実施形態に他の態様に係る浮床構造の模式的な断面図である。尚、本明細書においては特記しない限り、数値範囲を表わす「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)、B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意味する。
【0021】
(浮床構造10の概略)
図1に示すように、本実施形態に係る浮床構造10は、例えばコンクリートスラブ等の床スラブ12上に配設された緩衝体14と、該緩衝体14上に配設されたコンクリート製の浮床部16とを備えている。そして、浮床構造10の具体的な構成は、以下のようになる。
【0022】
(緩衝体本体18)
図1に示すように、緩衝体14は、ポリオレフィン系樹脂発泡体からなる緩衝体本体18を有している。緩衝体本体18には、平面視矩形の複数の収容孔18hが上下方向(厚み方向)に沿って貫通して形成されており、緩衝体本体18の複数の収容孔18hは、満遍なく均等に配置されており、緩衝体本体18の各収容孔18hの平面視形状は、例えば円形等の矩形以外の形状であってもよい。また、緩衝体本体18の外縁には、振動絶縁部18fが立ち上がるように形成されている。緩衝体本体18は、コンクリートを打設して浮床部16を施工するための型枠としての機能を有する。
【0023】
(荷重支持材20、弾性体22、厚み調整材24)
図1に示すように、緩衝体14は、緩衝体本体18の各収容孔18h内に充填して配設された荷重支持材20を有しており、各荷重支持材20は、浮床部16の自重を含む浮床部16の積載荷重を支持する。各荷重支持材20は、浮床部16の積載荷重による緩衝体本体18の圧縮変形に伴い、浮床部16の積載荷重を支持するように構成されている。
【0024】
各荷重支持材20は、緩衝体本体18(ポリオレフィン系樹脂発泡体)よりもクリープ変形の小さい耐水性の弾性体22を有している。弾性体22は、ブロック状又は板状に形成されており、弾性体22の平面視形状は、緩衝体本体18の収容孔18hの平面視形状と同じ形状になっている。
【0025】
各荷重支持材20は、その厚みを調整する厚み調整材24を有しており、厚み調整材24は、弾性体22の下側に上下に重なるように配置されている。厚み調整材24は、ブロック状又は板状に形成されており、厚み調整材24の平面視形状は、緩衝体本体18の収容孔18hの平面視形状と同じ形状になっている。厚み調整材24は、緩衝体本体18及び弾性体22よりも剛直(高剛性)に構成されている。
【0026】
各荷重支持材20の厚みは、振動絶縁部18fを除く緩衝体本体22の厚みと同じである。なお、各荷重支持材20の厚みが振動絶縁部18fを除く緩衝体本体22の厚みよりも厚くなっていてもよい。
【0027】
また、より具体的な構成として、緩衝体14は、複数の緩衝体本体18のパネル(例えば面積1mのパネル)のアセンブリとして構成される。そして、1パネルの緩衝体本体18あたり、1つの収容孔18hが設けられる。収容孔18hは、緩衝体本体18の中心に設けられる。そして、この収容孔18hに荷重支持材20が充填される。なお、収容孔18hおよび荷重支持材20の数は特に限定されない。ただし、コストの観点から、収容孔18hおよび荷重支持材20の数は少ない方が好ましい。
【0028】
(荷重支持材20の他の態様)
厚み調整材24が弾性体22の下側に上下に重なるように配置される代わりに、図2に示すように、厚み調整材24が弾性体22の上側に上下に重なるように配置されてもよい。また、図3に示すように、各荷重支持材20が2つの弾性体22を有し、厚み調整材24が2つの弾性体22に挟持された状態で2つの弾性体22に上下に重なるように配置されてもよい。図4に示すように、各荷重支持材20が2つの厚み調整材24を有し、2つの厚み調整材24が弾性体22を挟持した状態で弾性体22に上下に重なるように配置されてもよい。図5に示すように、各荷重支持材20が複数の弾性体22と複数の厚み調整材24を有し、弾性体22と厚み調整材24が交互に上下に重なるように配置されてもよい。なお、弾性体は比較的高価な材料を使用しているため、コストの観点から弾性体22の厚みは薄い方が好ましい。
【0029】
(荷重支持材20の面積比率)
図1に示すように、振動絶縁部18fを除く緩衝体14の上面全体の面積に対する、全ての荷重支持材20の上面の総面積の比率(以下、荷重支持材20の面積比率という)は、1%~3%、好ましくは1%~2.5%、より好ましくは1%~2%である。換言すれば、振動絶縁部18fを除く緩衝体14の上面全体の面積に対する、全ての収容孔18hの開口部の総面積の比率は、1%以上でかつ3%以下である。荷重支持材20の面積比率を1%以上に設定したのは、荷重支持材20の面積比率が1%未満の場合、複数の荷重支持材20によって浮床部16の積載荷重を十分に支持することが困難であるからである。荷重支持材20の面積比率を3%以下に設定したのは、荷重支持材20の面積比率が3%を超えると、緩衝体14に占める剛直部材である厚み調整材24の占有率が上がり、緩衝体14の防振性能が低下する傾向にあるからである。
【0030】
続いて、緩衝体14の素材及び物性等について説明する。
【0031】
(緩衝体本体18の素材の製造)
図1に示す緩衝体本体18の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体は、ビーズ発泡法、押出発泡法のいずれによって製造されてもよい。ポリオレフィン系樹脂発泡体は、製造コストの面においてビーズ発泡法によって製造されることが好ましい。
【0032】
ビーズ発泡法によって製造されたポリオレフィン系樹脂発泡体の表面全体には、緻密かつ滑らかなスキン層が形成される。そのため、ビーズ発泡法によって製造されたポリオレフィン系樹脂発泡体においては、カスの発生が少なく、緩衝体本体18の強度の向上が図れる。
【0033】
ビーズ発泡法によってポリオレフィン系樹脂発泡体を製造する場合には、まず、ポリオレフィン系樹脂をビーズ状に発泡させてなる発泡性粒子を成形金型内に充填する。続いて、成形金型を所定の温度に加熱し、その後冷却する。そして、成形金型を型開きして、ポリオレフィン系樹脂発泡体を取り出す。
【0034】
押出発泡法によってポリオレフィン系樹脂発泡体を製造する場合には、まず、必要に応じて気泡調整剤、難燃剤を加えたポリオレフィン系樹脂組成物を押出機に供給し、押出機にて加熱溶融する。続いて、溶融したポリオレフィン系樹脂組成物に発泡剤を圧入し、更に加熱溶融しつつ混練して均一流動組成物を生成する。そして、均一流動組成物をフラットダイ先端のダイオリフィスから押し出し、ガイダーと呼ばれる賦形装置に通すことにより、オレフィン系樹脂発泡体を取り出す。
【0035】
(緩衝体本体18の素材の形態)
緩衝体本体18の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体は、表皮付きであっても、スライスしたものであってもよい。ポリオレフィン系樹脂発泡体は、粘着剤又は粘着テープ等により積層したものであってもよい。ポリオレフィン系樹脂発泡体の形状は、特に制限されないが、加工が容易であることから板状又はブロック状が好ましい。
【0036】
(緩衝体本体18の素材を構成するポリオレフィン系樹脂)
緩衝体本体18の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体を構成するポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレンを主成分とするポリエチレン系樹脂、プロピレンを主成分とするポリプロピレン系樹脂が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのポリオレフィン系樹脂の中でも、ポリエチレンを主成分とするポリエチレン系樹脂は、緩衝体14が所望の防振性能を十分に発揮できる点で好ましい。
【0037】
ポリオレフィン系樹脂の単量体(以下、オレフィン系単量体と称する場合もある)の具体例として、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン-1、イソブテン、ペンテン-1、3-メチル-ブテン-1、ヘキセン-1、4-メチル-ペンテン-1、3,4-ジメチル-ブテン-1、ヘプテン-1、3-メチル-ヘキセン-1、オクテン-1、デセン-1などの炭素数2~12のα-オレフィン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0038】
また、オレフィン系単量体と共重合性を有するその他の単量体としては、例えば、シクロペンテン、ノルボルネン、1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,8,8a,6-オクタヒドロナフタレン等の環状オレフィン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、1,4-ヘキサジエン、メチル-1,4-ヘキサジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン等のジエン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0039】
(緩衝体本体18の素材の添加剤)
緩衝体本体18の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体には、必要に応じて、帯電防止剤、気泡調整剤、難燃剤、難燃助剤、フィラー等の各種添加剤を含有してもよい。特に、緩衝体本体18のクリープ特性を改善するために、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、無機系フィラーを含有することが好ましい。無機系フィラーとしては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、アルミナ、マイカ、又はガラスバルーン等が挙げられる。無機系フィラーの含有量は、求められるクリープ特性に応じて適宜に設定可能である。
【0040】
(緩衝体本体18の物性等)
緩衝体本体18(ポリオレフィン系樹脂発泡体)の動的ばね定数は、2×10N/m~10×10N/m、好ましくは5×10N/m~10×10N/m、より好ましくは7×10N/m~9×10N/mである。である。緩衝体本体18の動的ばね定数を2×10N/m以上に設定したのは、緩衝体本体18の動的ばね定数が2×10N/m未満であると、緩衝体14によって浮床部16の積載荷重を十分に支持することが困難になるからである。緩衝体本体18の動的ばね定数を10×10N/m以下に設定したのは、緩衝体本体18の動的ばね定数が10×10N/mを超えると、床スラブ12と浮床部16との間に伝達される振動を抑制することが困難になるからである。
【0041】
緩衝体本体18の静的ばね定数は、6×10N/m~8×10N/m、好ましくは6.5×10N/m~8×10N/m、より好ましくは7×10N/m~8×10N/mである。緩衝体本体18の動的ばね定数は、6×10N/m以上に設定したのは、緩衝体本体18の静的ばね定数が6×10N/m未満であると、緩衝体本体18が柔らかすぎて、緩衝体本体18によって浮床部16の積載荷重を十分に支持することが困難になるからである。緩衝体本体18の静的ばね定数を8×10N/m以下に設定したのは、緩衝体本体18の静的ばね定数が8×10N/mを超えると、緩衝体本体18が硬くなりすぎて、緩衝体14(緩衝体本体18)の防振性能が低下する傾向にあるからである。
【0042】
緩衝体本体18の厚みは、25mm~200mm、好ましくは、50mm~100mmである。緩衝体本体18の厚みを25mm以上に設定したのは、緩衝体本体18の厚みが25mm未満であると、緩衝体14の防振性能が低下する傾向にあるからである。緩衝体本体18の厚みを200mm未満に設定したのは、緩衝体本体18の厚みが200mm以上になると、緩衝体14の防振性能が向上する傾向にあるものの、緩衝体14のコストが増大する傾向にあるからである。
【0043】
緩衝体本体18の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度は、12kg/m~20kg/m、好ましくは13kg/m~18kg/m、より好ましくは14kg/m~16kg/mである。である。ポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度を12kg/m以上に設定したのは、ポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度が20kg/mを未満であると、緩衝体本体18が浮床部16の積載荷重を支持するのに十分な強度を確保できないからである。ポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度を20kg/m以下に設定したのは、ポリオレフィン系樹脂発泡体の嵩密度を20kg/mを超えると、緩衝体本体18が硬くなりすぎて、緩衝体本体18の動的ばね定数が10×10N/mを超えて、緩衝体14が所望の防振性能及び遮音性能を発揮することが困難になるからである。
【0044】
緩衝体本体18の素材であるポリオレフィン系樹脂発泡体の独立気泡率は、特に限定されないが、好ましくは、80%以上である。ポリオレフィン系樹脂発泡体の独立気泡率が80%以上であると、緩衝体本体18の動的ばね定数を2×10N/m~10×10N/mに容易に設定できるからである。
【0045】
(弾性体22の素材及び物性等)
弾性体22は、高密度ポリウレタンフォームからなり、特に、エーテル系の高密度ポリウレタンフォームからなる。弾性体22の素材として高密度ポリウレタンフォームを用いることで、緩衝体14による防振性能と耐荷重性能を両立して発揮させるができる。特に、弾性体22の素材としてエーテル系の高密度ポリウレタンフォームを用いることで、緩衝体14の耐水性を向上させることができる。
【0046】
各荷重支持材20の体積に対する弾性体22の体積の比率(以下、弾性体22の体積比率という)は、20%~60%、好ましくは25%~50%、より好ましくは30%~50%である。弾性体22の体積比率を20%以上に設定したのは、弾性体22の体積比率が20%未満であると、緩衝体14に占める剛直部材である厚み調整材24の占有率が上がり、緩衝体14の防振性能が低下する傾向にあるからである。弾性体22の体積比率を60%以下に設定したのは、弾性体22の体積比率が60%を超えると、浮床部16の積載荷重に対する弾性体22の歪み量が大きくなり、緩衝体本体18が潰れて、緩衝体14の防振性能が低下する傾向にあるからである。弾性体22の体積比率が60%を超えると、弾性体22の使用量が増えて、浮床構造10の施工コストが増加する傾向にあるからである。
【0047】
弾性体22の動的ばね定数は、1×10N/m~7×10N/m、好ましくは1.2×10N/m~5×10N/m、より好ましくは1.5×10N/m~3×10N/mである。弾性体22の動的ばね定数がこのような数値範囲に設定されることによって、床スラブ12と浮床部16との間に伝達される振動を抑制して、緩衝体14が所望の防振性能を発揮できる。
【0048】
弾性体22の静的ばね定数は、15×10N/m~200×10N/m以下、好ましくは50×10N/m~150×10N/m、より好ましくは75×10N/m~100×10N/mである。弾性体22の静的ばね定数を15×10N/m以上に設定したのは、弾性体22の静的ばね定数が15×10N/m未満であると、弾性体22の硬さが十分に確保できなくなり、弾性体22が浮床部16の積載荷重を十分に支持できなくなり、緩衝体本体18が潰れて、緩衝体14が所望の防振性能を発揮することが困難になるからである。弾性体22の静的ばね定数が15×10N/m未満であると、設計通りの浮床構造10に施工することが困難になるからである。弾性体22の静的ばね定数を200×10N/m以下に設定したのは、弾性体22の静的ばね定数が200×10N/mを超えると、弾性体22によって浮床部16の積載荷重を十分に支持できるものの、弾性体22が硬くなりすぎ、緩衝体本体18の防振性能が低下する傾向にあるからである。
【0049】
弾性体22の密度は、300Kg/m~800Kg/m、好ましくは、300Kg/m~750Kg/mである。弾性体22の密度を300Kg/m以上に設定したのは、弾性体22の密度が300Kg/m未満であると、弾性体22が浮床部16の積載荷重を支持するのに十分な硬さを確保できないからである。弾性体22の密度を800Kg/m以下に設定したのは、弾性体22の密度が800Kg/mを超えると、弾性体22が硬くなりすぎて、緩衝体14が所望の防振性能及び遮音性能を発揮することが困難になるからである。
【0050】
(厚み調整材24の素材)
厚み調整材24の素材は、浮床部16の積載荷重によって変形しない程度に剛直(高剛性)な素材であればよく、厚み調整材24は、コンクリート、金属、木材、及び合成樹脂の群から選択される少なくとも1種の素材からなる。厚み調整材24の素材として用いられる合成樹脂は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、又はABS樹脂が挙げられる。これらの樹脂には、フィラー等の補強材や酸化防止剤等の添加剤を含有させてもよい。厚み調整材24の素材として用いられる合成樹脂は、は剛直性を保持できれば、ソリッド状でなくとも、例えば、低い発泡倍率で発泡させたものもでもよい。
【0051】
(浮床構造10の特性)
振動絶縁部18fを除く緩衝体14の厚みが50mmの場合における、緩衝体14の固有振動数は、30Hz未満であることが好ましい。緩衝体14の固有振動数が30Hz以上になると、緩衝体14が所望の防振性能を十分に発揮することが困難になるからである。
【0052】
浮床部16の積載荷重による緩衝体14の歪み(沈み込み)量は、緩衝体14の初期厚みの10%未満であることが好ましい。緩衝体14の歪み量が緩衝体14の初期厚みの10%以上になると、緩衝体14が所望の防振性能を発揮しつつ、浮床構造10の沈下を許容範囲内に留めることが困難になるからである。
【0053】
(作用効果)
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。
【0054】
前述のように、緩衝体本体18がポリオレフィン系樹脂発泡体からなり、緩衝体本体18の各収容孔18h内に厚み調整材24が弾性体22と上下に重なるように配置されている。緩衝体本体18の動的ばね定数が10×10N/m以下であり、弾性体22の動的ばね定数が7×10N/m以下である。そのため、緩衝体14(浮床構造10)の耐荷重性能を十分に確保しつつ、緩衝体14の防振性能及び遮音性能を向上させることができる。
【0055】
また、弾性体22の体積比率が20%~60%であるため、緩衝体14の防振性能の低下を抑えつつ、弾性体22の使用量を低減して、浮床構造10の施工コストの低減を図ることができる。
【0056】
つまり、本実施形態によれば、浮床構造10の施工コストの低減を図った上で、浮床構造10の耐荷重性能を十分に確保しつつ、浮床構造10の防振性能及び遮音性能を向上させることができる。
【0057】
特に、緩衝体本体18の静的ばね定数が弾性体22の静的ばね定数よりも小さいため、緩衝体本体18が荷重支持材20の防振作用を阻害することなく、浮床部16の積載荷重を支持することができる。これにより、本実施形態によれば、浮床構造10の耐荷重性能及び防振性能をより向上させることができる。
【実施例0058】
本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、本発明の浮床構造体は、実施例及び比較例の説明に制限されるものではない。
【0059】
(実施例1~5)
嵩密度18.4Kg/mのポリエチレン系樹脂発泡体(東京ブイテック社製ビブランE-60、独立気泡率92%)からなる緩衝体本体(長さ1m×幅1m×厚み50mm)と、緩衝体本体の中央部の収容孔に充填して配設された荷重支持材と備えた試験体1~4を試作した。試験体1~4は、本実施形態に係る浮床構造10(図1参照)を模擬した試験体であり、実施例1~4の試験体である。試験体1~4における荷重支持材の寸法は、表1に示す実施例1~4の場合の寸法である。試験体1~4の荷重支持材の弾性体は、ポリウレタン系樹脂エラストマー(イノアックコーポレーション社製セルダンパーBF-500)からなる。試験体1~4の荷重支持材の厚み調整材は、ポリスチレン系樹脂からなる発泡倍率3倍の合成木材からなる。
【0060】
嵩密度12.5Kg/mのポリエチレン系樹脂発泡体(東京ブイテック社製ビブランE-75、独立気泡率88%)からなる緩衝体本体(長さ1m×幅1m×厚み50mm)と、緩衝体本体の中央部の収容孔に充填して配設された荷重支持材とを備えた試験体5を試作した。試験体5は、本実施形態に係る浮床構造10を模擬した試験体であり、実施例5の試験体である。試験体5における荷重支持材の寸法は、表1に示す実施例5の場合の寸法である。試験体5の荷重支持材の弾性体は、ポリウレタン系樹脂エラストマー(イノアックコーポレーション社製セルダンパーBF-700)からなる。試験体5の荷重支持材の厚み調整材は、ポリスチレン系樹脂からなる発泡倍率3倍の合成木材からなる。
【0061】
なお、表1から、試験体1、2、および5における荷重支持材の面積比率は、(100mm×100mm)/(1000mm×1000mm)×100=1.00%である。また、試験体3,4における荷重支持材の面積比率は、(141mm×141mm)/(1000mm×1000mm)×100=2.00%である。
【0062】
(比較例1~6)
比較例1:荷重支持材として長さ100mm×幅100mm×厚み50mmの弾性体を用い、厚み調整材を使用しなかったこと以外、実施例1と同様の方法により、比較試験体1を試作した。
【0063】
比較例2:荷重支持材として長さ70.7mm×幅70.7mm×厚み50mmの弾性体を用いたこと以外、比較例1と同様の方法により、比較試験体2を試作した。
【0064】
比較例3:荷重支持材として、長さ70.7mm×幅70.7mm×厚み25mmの弾性体、および長さ70.7mm×幅70.7mm×厚み25mmの厚み調整材からなる部材を用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、比較試験体3を試作した。
【0065】
比較例4:荷重支持材として長さ100mm×幅100mm×厚み50mmの厚み調整材を用い、弾性体を使用しなかったことを除き、実施例1と同様の方法により、比較試験体4を試作した。
【0066】
比較例5:嵩密度24.2Kg/mのポリエチレン系樹脂発泡体(東京ブイテック社製ビブランE-38、独立気泡率95%)からなる緩衝体本体(長さ1m×幅1m×厚み50mm)を使用したこと以外、実施例1と同様の方法により、比較試験体5を試作した。
【0067】
比較例6:嵩密度12.5Kg/mのポリエチレン系樹脂発泡体(東京ブイテック社製ビブランE-75、独立気泡率88%)からなる緩衝体本体(長さ1m×幅1m×厚み50mm)と、緩衝体本体の中央部の収容孔に充填して配設された荷重支持材とを備えた比較試験体6を試作した。比較試験体6では、荷重支持材として長さ70.7mm×幅70.7mm×厚み50mmの弾性体を用い、厚み調整材を使用しなかった。比較試験体6の荷重支持材の弾性体は、ポリウレタン系樹脂エラストマー(イノアックコーポレーション社製セルダンパーBF-700)からなる。
【0068】
なお、表1から、比較試験体1、4、および5における荷重支持材の面積比率は、(100mm×100mm)/(1000mm×1000mm)×100=1.00%である。また、比較試験体2、3および6における荷重支持材の面積比率は、(70.7mm×70.7mm)/(1000mm×1000mm)×100=0.50%である。
【0069】
(試験体及び比較試験体の寸法等)
試験体1~5及び比較試験体1~6における緩衝体本体等の長さ及び幅については、メジャーを用いて寸法測定を実施した。試験体1~5及び比較試験体における緩衝体本体等の厚みについては、ダイヤルゲージを用いて寸法測定を実施した。
【0070】
試験体1~5及び比較試験体1~6における緩衝体本体の素材であるポリエチレン系樹脂発泡体の嵩密度は、ポリオレフィン系樹脂発泡体の重量を体積で除して算出した。ポリエチレン系樹脂発泡体の独立気泡率は、ASTM D 2856に記載の方法にて求めた。
【0071】
(浮床構造の固有振動数)
試験体1~5及び比較試験体1~6を用い、JIS A 6322で規定される測定方法に基づいて、減衰振動波形を測定し、自由振動になった減衰振動波形の隣り合う3個のピークから周期を読み取り、その平均値から浮床構造の固有振動数を求めた。なお、積載荷重550Kg/mとなるように試験体1~5及び比較試験体1~6に荷重板をそれぞれ載置した。実施例1~5及び比較例1~6の場合における浮床構造体(緩衝体)の固有振動数についての評価基準は、以下の通りとした。
【0072】
◎:23Hz未満
○:23Hz以上30Hz未満
△:30Hz以上50Hz未満
×:50Hz以上
(動的ばね定数)
JIS A 6322に準じて、下記の式より、前記方法で求めた固有振動数を用いて算出した。なお、式中fnは固有振動数(Hz)、Kdは動的ばね定数(N/m)、Bは単位面積当たりの質量(Kg/m)である。
【0073】
fn=1/(2π)√(Kd/B)
(浮床構造の歪み量)
積載荷重550Kg/mとなるように試験体1~5及び比較試験体1~6に荷重板をそれぞれ載置した。試験体1~5及び比較試験体1~6の四隅にダイヤルゲージをそれぞれ取付け、経時とともに厚み方向の変位量をそれぞれ測定した。なお、荷重板を載置した後、1日経過後における緩衝体本体の上面の高さ位置の基準として、100日経過後における緩衝体本体の上面の高さ位置の変位量(歪み量)を耐荷重性の指標とした。実施例1~5及び比較例1~6の場合における浮床構造体(緩衝体)の撓み量についての評価基準は、以下の通りとした。
【0074】
◎:歪み量 2.5mm未満 (5%未満)
○:歪み量 2.5mm以上5mm未満 (5%以上10%未満)
×:歪み量 5mm以上 (10%以上)
(浮床構造の施工コスト)
緩衝体本体1m面積当たりに使用した弾性体の体積より、以下の評価指標とした。実施例1~5及び比較例1~6の場合における浮床構造体の施工コストについての評価基準は、以下の通りとした。
【0075】
◎:1.25×10mm以下
○:1.25×10mmを超え2.50×10mm以下
△:2.50×10mmを超え5.00×10mm以下
×:5.00×10mmを超える
試験体1~5及び比較試験体1~6の評価結果および総合評価を表1に示す。なお、総合評価は、以下の基準に基づくものである。
【0076】
◎:固有振動数の評価が「◎」、かつ歪み量および施工コストの評価は「○」以上
○:固有振動数、歪み量および施工コストの評価が「△」以上
×:固有振動数、歪み量および施工コストのうち1つの評価が「×」
【0077】
【表1】
【0078】
(実施例1~5の場合の総合評価)
表1に示すように、実施例1の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、◎になり、浮床構造の歪み量についての評価は、〇になり、浮床構造の施工コストについての評価は、〇になった。実施例1の場合には、浮床構造の総合評価は、◎になった。
【0079】
実施例2の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、○になり、浮床構造の歪み量についての評価は、◎になり、浮床構造の施工コストについての評価は、◎になった。実施例2の場合には、浮床構造の総合評価は、○になった。
【0080】
実施例3の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、○になり、浮床構造の歪み量についての評価は、◎になり、浮床構造の施工コストについての評価は、〇になった。実施例3の場合には、浮床構造の総合評価は、○になった。
【0081】
実施例4の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、○になり、浮床構造の歪み量についての評価は、◎になり、浮床構造の施工コストについての評価は、△になった。実施例4の場合には、浮床構造の総合評価は、○になった。
【0082】
実施例5の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、◎になり、浮床構造の歪み量についての評価は、◎になり、浮床構造の施工コストについての評価は、〇になった。実施例5の場合には、浮床構造の総合評価は、◎になった。
【0083】
(比較例1~6の場合の総合評価)
表1に示すように、比較例1の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、◎になり、浮床構造の歪み量についての評価は、×になり、浮床構造の施工コストについての評価は、△になった。比較例1の場合には、浮床構造の総合評価は、×になった。
【0084】
比較例2の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、◎になり、浮床構造の歪み量についての評価は、×になり、浮床構造の施工コストについての評価は、○になった。比較例2の場合には、浮床構造の総合評価は、×になった。
【0085】
比較例3の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、◎になり、浮床構造の歪み量についての評価は、×になり、浮床構造の施工コストについての評価は、◎になった。比較例3の場合には、浮床構造の総合評価は、×になった。
【0086】
比較例4の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、×になり、浮床構造の歪み量についての評価は、○になり、浮床構造の施工コストについての評価は、◎になった。比較例4の場合には、浮床構造の総合評価は、×になった。
【0087】
比較例5の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、×になり、浮床構造の歪み量についての評価は、○になり、浮床構造の施工コストについての評価は、〇になった。比較例5の場合には、浮床構造の総合評価は、×になった。
【0088】
比較例6の場合には、浮床構造の固有振動数についての評価は、◎になり、浮床構造の歪み量についての評価は、×になり、浮床構造の施工コストについての評価は、○になった。比較例6の場合には、浮床構造の総合評価は、×になった。
【0089】
(まとめ)
実施例1~5の場合のように、緩衝体本体の動的ばね定数が10×10N/m以下であると共に、弾性体の動的ばね定数が7×10N/m以下であると、浮床構造の耐荷重性能を十分に確保しつつ、浮床構造の防振性能を向上させることが判明した。また、比較例3の場合のように、弾性体の動的ばね定数が7×10N/mを超えると、浮床構造の耐荷重性能が低下することが判明した。比較例5の場合のように、緩衝体本体の動的ばね定数が10×10N/m以下を超えると、浮床構造の防振性能が低下することが判明した。
【符号の説明】
【0090】
10 浮床構造
12 床スラブ
14 緩衝体
16 浮床部
18 緩衝体本体
18h 収容孔
18f 振動絶縁部
20 荷重支持材
22 弾性体
24 厚み調整材
図1
図2
図3
図4
図5