衝撃吸収床構造および衝撃吸収ユニット

【課題】
木造・鉄筋コンクリート造の集合住宅等の床上で発生した衝撃を吸収する技術およびランニングマシーン等の室内運動機器から発生する衝撃を吸収する。
【解決手段】
衝撃吸収床構造１Ａでは、床板１１またはスラブと床パネル１２との間に、自由状態（外力を受けない状態）で球または楕円球をなす複数の弾性体球１４が配置されている。また、自由状態で球または楕円球をなす弾性体球と、弾性体球１４を上方または下方の少なくとも一方から受承する受け部材１５１とからなる。床パネル１２は置き床４とすることもできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造・鉄筋コンクリート造の集合住宅等の床上で発生した衝撃を吸収する技術およびランニングマシーン等の室内運動機器から発生する衝撃を吸収する技術に関し、軽量、低製造コストで、かつ優れた衝撃吸収能力を持つ衝撃吸収床構造および衝撃吸収ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木造や鉄筋コンクリート造の集合住宅において、階上において生じた衝撃が階下に伝達されにくいように、当該衝撃を吸収するための床構造が種々提案されている。
【０００３】
図１０の床構造８（特許文献１等参照）は、床板８１と、床パネル８２と、表面材８３と、支持材８４と、防音材８５とからなり、床パネル８２と表面材８３とからなる積層板は、支持材８４により床板９１上に支持されている。支持材８４は、床板８１側に位置する第１板片８４１と床パネル８２側に位置する第２板片８４３とを備えている。
【０００４】
第１板片８４１と第２板片８４３との間には、衝撃吸収部材８４２が設けられている。なお、第１板片８４１は床板８１に、第２板片８４３は床パネル８２に、それぞれ釘Ｎにより固定されている。床パネル８２と床板８１との間にの空間には、防音材８５が充填されている。
【０００５】
また、図１１の床構造９（特許文献２等参照）は、床板９１と、床パネル９２と、表面材９３と、支持具９４とからなる。床パネル９２と表面材９３とからなる積層板は、支持具９４により床板９１上に支持されている。支持具９４は、支持板９４１に固定されたナット９４２と、ナット９４２に螺合するボルト９４３と、ボルト９４３下端に取り付けられた弾性脚９４４とからなる。
【特許文献１】特開２００２−２８５７００
【特許文献２】特開２００４−２３８９２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図１０の床構造８は、人の音声などを防音する効果はあるが、子供が飛び跳ねる時の音、靴音といった衝撃音をほとんど吸収することはできない。これは、衝撃音が防音材８５を透過してしまうこと、衝撃吸収部材８４２の設置個数が費用対効果・重量化回避の観点から限られることに由来する。
【０００７】
また、図１１の床構造９では、弾性脚９４４は、衝撃音を吸収することはできない。これは、弾性脚９４４は大きさが小さく、また設置個数は費用対効果・重量化回避の観点から限られることに由来する。
【０００８】
本発明は、木造・鉄筋コンクリート造の集合住宅等の床における衝撃を吸収でき、またランニングマシーン等の室内運動機器から発生する衝撃を吸収できる、軽量、低製造コストの衝撃吸収床構造および衝撃吸収ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の衝撃吸収床構造は、（１）から（３）を要旨とする。
（１）床板またはスラブと床パネルとの間に、自由状態（すなわち、外力が加えられない状態）で球または楕円球をなす複数の弾性体球が配置されていることを特徴とする衝撃吸収床構造。
【００１０】
この弾性体球は、通常使用状態では多少は圧縮されている。施工後の状態では表面材等の重み（外力）により多少圧縮されるし、表面材上に配置した椅子等の重み（外力）によっても圧縮されている。
【００１１】
（２）前記床パネルが置き床であることを特徴とする（１）に記載の衝撃吸収床構造。
【００１２】
（３）前記弾性体球が中空をなし、前記各弾性体球の内部圧力が、気体源からチューブを介して注入された圧搾気体により所定圧力に調整されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の衝撃吸収床構造。
【００１３】
本発明において、床板は木造住宅では、典型的には根太に直接取り付けられる石膏ボードや木板を言い、スラブは鉄筋コンクリート建造物ではコンクリート床版を言う。
【００１４】
本発明の衝撃吸収床構造で使用される、弾性体球の直径は小さすぎると、衝撃吸収効果が発揮できないし、逆に大きすぎると床板から床パネルまでの高さが大きくなり部屋空間の有効利用ができない。よって、弾性体球の直径は、４〜１２ｃｍの範囲とすることが好ましく、６〜１０ｃｍとすることがより好ましい。また、弾性体球の設置密度は、５〜２０個／ｍ²とすることが好ましく、９〜１５個／ｍ²とするがより好ましい。
【００１５】
本発明では、基本的には、反発弾性率（ＪＩＳＫ６２５５）に限定はないが、２０から７０％とすることが好ましい。
なお、弾性体球の素材の硬度は特段の限定はないが、たとえば２０から５０程度のショア硬度（Ａ硬度）とすることができる。
【００１６】
弾性体球は内部を中空とすることができ、弾性体球の内部を中空にする場合には、ポンプにより圧搾ガス（空気・窒素等）を弾性体球の内部に注入し、ガス圧を調整することで、実質の弾性を調整するようにもできる。
弾性体球は、非中空の複層構造とすることができ、たとえば中心部（コア）を高比重・高弾性の材料、高比重・非弾性の材料（金属等）により構成してもよい。
【００１７】
弾性体球の素材は、典型的には、合成ゴムであり、当該ゴムには、ブチルゴム（ＩＩＲ）や、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロスルフォン化ゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の非ジエン系ゴムを使用することができる。
【００１８】
本発明の衝撃吸収床構造では、たとえば内部充填弾性体球と、内部非充填の弾性体球とを併用することができる。また、弾性体球を複数層により構成することができる。さらに、弾性体球に、他の緩衝部材（球以外の合成ゴムのブロック、コイルスプリング等）を併用することもできる。
本発明の衝撃吸収床構造では、床の中央部分（たとえば、床の周囲を除く部分）にのみ適用することができる。
【００１９】
本発明の衝撃吸収ユニットは、（４）を要旨とする。
（４）自由状態で球または楕円球をなす弾性体球と、前記弾性体球を上方または下方の少なくとも一方から受承する受け部材とからなることを特徴とする衝撃吸収ユニット。
【００２０】
本発明の衝撃吸収ユニットは、（１）から（３）の衝撃吸収床構造において、床板またはスラブと床パネルとの間に設けることができる。
また、本発明の衝撃吸収ユニットは、ランニングマシーン等の室内運動機器の脚部に取り付けて衝撃を吸収することができる。受け部材は、弾性体球を受承できれば、カップ状、筒状、皿状、リング状等、どのような形状であってもよい。プラスチックや弾性体球に使用したＩＩＲや非ジエン系ゴムを使用することができる。
【００２１】
本発明の衝撃吸収ユニットでも、弾性体球に、他の緩衝部材（球以外の合成ゴムのブロック、コイルスプリング等）を併用することができる。
【００２２】
本発明の衝撃吸収床構造では、床パネル上で生じた衝撃エネルギー（たとえば、子供が飛び跳ねる時の音、靴音といった衝撃音）の多くは、床板に伝わるときに、または、衝撃エネルギーが床パネルおよび床板を伝播する間に、弾性体球に吸収される。すなわち、衝撃エネルギーが弾性体球の変形・復帰のエネルギー（主として熱）に変換される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、木造・鉄筋コンクリート造の集合住宅等の床における衝撃を効率よく吸収でき、またランニングマシーン等の室内運動器具から発生する衝撃を吸収できる。
本発明では、衝撃吸収を行なう弾性体球の重量を軽量にすることができるので、床板またはスラブと床パネルとの間に配置できる個数が制限されることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の衝撃吸収床構造を住宅に適用した実施形態を示す断面説明図であり、（Ａ）は弾性体球が圧縮されていない場合を、（Ｂ）は弾性体球が力ＩＳにより圧縮された場合を示している。
【００２５】
図２（Ａ）は図１（Ａ）における衝撃吸収ユニット（後述する符号２１）の拡大説明図、図２（Ｂ）は図１（Ｂ）における衝撃吸収ユニットの拡大説明図である（衝撃による力をｉｓで表す）。
【００２６】
衝撃吸収床構造１Ａは、床板１１と床パネル１２と表面材１３と弾性体球１４と受け部材１５１，１５２とから構成される。なお、本実施形態では、本発明の衝撃吸収ユニット２１を衝撃吸収床構造に取り入れており、弾性体球１４と、受け部材１５１，１５２とが、衝撃吸収ユニット２１を構成している。
【００２７】
床板１１は、たとえば根太（図示せず）上に配置された木板や石膏ボードからなる。鉄筋コンクリート造の住宅では、コンクリートスラブ（以下、コンクリートスラブを含めて、「床板」と称する）が床板１１に対応する。
【００２８】
床パネル１２は、典型的には合板であり、表面材１３は典型的には化粧板や合成樹脂シートである。本実施形態では、床パネル１２と表面材１３との合計厚は３０ｍｍとしてある。また、本実施形態では、衝撃吸収床構造１Ａは置き床構造をなしており、パネル１２は、弾性体球１４により床板１１上に支持されている。
【００２９】
弾性体球１４は、自由状態で球をなし、床板１１と床パネル１２の所定箇所に適宜配置される。弾性体球１４は、本実施形態では、直径が７０ｍｍの中空合成ゴム製であり、合成ゴム材料として、反発係数５０％、ショアＡ硬度５０のブチルゴムを使用しているがこれには限定されない。弾性体球１４のゴム厚は本実施形態では１０ｍｍとしてあるがこれには限定されない。
【００３０】
本実施形態では、弾性体球１４は、その下約１／４の高さを覆う受け部材１５１と、その上約１／４の高さを覆う受け部材１５２とに受承されている。本実施形態では、受け部材１５１，１５２は、金属やプラスチックにより形成することができるが、本実施形態では、ブチルゴムにより形成してある。受け部材１５１，１５２は、受け面が弾性体球１４の表面と同一曲率であり、無底面の、肉厚の円錐台形状に形成されている。受け部１５２は、釘，両面テープ等により床パネル１２に取り付けることができる。
【００３１】
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に衝撃吸収床構造の他の実施形態を示す。
図３（Ａ）の衝撃吸収床構造１Ｂでは、受け部材を使用することなく弾性体球１４を床板１１と床パネル１２との間に配置してある。
【００３２】
図３（Ｂ）の衝撃吸収床構造１Ｃでは、弾性体球１４についてひとつの受け部材を使用している。受け部材１５３は、弾性体球１４を、その上約１／４の高さを覆うように支承している。図３（Ｂ）では弾性体球１４と受け部材１５３とが衝撃吸収ユニット２２を構成している。受け部１５３は、金属やプラスチックにより形成することができるが、本実施形態では、ブチルゴムにより形成してある。また、受け部１５３は、釘，両面テープ等により床パネル１２に取り付けることができる。
【００３３】
図３（Ｃ）の衝撃吸収床構造１Ｄでは、自由状態で縦長の楕円球をなす弾性体球１４を用いた実施形態を示している。図３（Ｃ）では弾性体球１４と下側の受け部材１５４，上側の受け部材１５５とが衝撃吸収ユニット２３を構成している。受け部１５５は、金属やプラスチックにより形成することができるが、本実施形態では、ブチルゴムにより形成してある。受け部１５５は、金属やプラスチックにより形成することができるが、本実施形態では、ブチルゴムにより形成してある。また、受け部１５５は、釘，両面テープ等により床パネル１２に取り付けることができる。
【００３４】
図３（Ｄ）に図１の衝撃吸収床構造１Ａおよび図３（Ａ）から（Ｃ）の衝撃吸収床構造１Ｂから１Ｄにおける圧縮特性（衝撃による圧縮力Ｆと変形量Ｘとの関係）を示す。
【００３５】
図４（Ａ）の衝撃吸収床構造１Ｅでは、弾性体球１４が中空をなし、各弾性体球１４の内部圧力が、気体源（エアーポンプ１６）からチューブＴを介して注入された圧搾空気（ａｉｒ）により所定圧力に調整されている。図４では弾性体球１４と受け部材１５１，１５２とが衝撃吸収ユニット２４を構成している。図４（Ｂ）に図４（Ａ）の衝撃吸収床構造１Ｅにおいて、弾性体球１４の内圧を変化させたときの圧縮特性（衝撃による圧縮力Ｆと変形量Ｘとの関係）を示す。
【００３６】
図５（Ａ）から（Ｅ）は、本発明で使用される弾性体球１４Ａから１４Ｅの構成を示す図である。図５（Ａ）は肉厚が比較的薄い中空の弾性体球１４Ａを、図５（Ｂ）は肉厚が比較的厚い中空の弾性体球１４Ｂを、図５（Ｃ）は肉厚が比較的厚い非中空の弾性体球１４Ｃをそれぞれ示している。また、図５（Ｄ）はコアが低圧縮率の高重量球からなる２層の弾性体球１４Ｄを示している。さらに、図５（Ｅ）はコアが低圧縮率の高重量球からなり、中間層の圧縮率がコアよりも低いが外層よりも高い３層の弾性体球１４Ｅを示している。
【００３７】
図６は、スプリングを併用した衝撃吸収ユニットの他の構成例を示す説明図である。図６における衝撃吸収ユニット２５では、弾性体球１４は、その下約１／４の高さを覆う受け部材１５６と、その上約１／４の高さを覆う受け部材１５５とに受承されている。受け部材１５６の下面にはスプリング機構１７が設けられている。
【００３８】
図７（Ａ），（Ｂ）は、本発明の衝撃吸収ユニットをパーティクルボードに応用した実施形態を示す側面図および平面図である。図７（Ａ），（Ｂ）に示すようにパーティクルボード４は、ボード４１とその下面に設けられた４つの衝撃吸収ユニット（ここでは、図１，図２に示した衝撃吸収ユニット２１）とからなる。受け部１５２は、前述したように金属やプラスチックにより形成することができるが、本実施形態では、ブチルゴムにより形成してある。また、受け部１５２は、釘，両面テープ等によりボード４１に取り付けることができる。
【００３９】
図８は、図３（Ａ）の衝撃吸収ユニット２２を、室内運動機器（ここではランニングマシーン）の脚部に取り付けて衝撃を吸収する実施形態を示す説明図である。図８においてランニングマシーン３の脚部の６箇所には衝撃吸収ユニット２２が設けられている。ランニングにより生じた振動は６つの衝撃吸収ユニット２２により吸収され、床１８への伝達を低減することができる。衝撃吸収ユニット２２の受け部材は、金属やプラスチックや硬質の合成ゴムにより構成でき、ボルト，両面テープ等により床パネル１２に取り付けることができる。
【００４０】
図９は、図３（Ａ）の衝撃吸収ユニット２２を、置き床４の下面の多数箇所に取り付けて衝撃を吸収する実施形態を示す説明図である。図９において、囲い付の置き床４の下面の多数箇所には衝撃吸収ユニット２２が設けられている。たとえば、置き床４を幼児の遊戯用床として使用した場合に、幼児が飛び跳ねてたときの振動が衝撃吸収ユニット２２に吸収され、床１８への伝達を低減することができる。衝撃吸収ユニット２２の受け部材は、釘，両面テープ等により床パネル１２に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の衝撃吸収床構造を住宅に適用した実施形態を示す説明図であり、（Ａ）は弾性体球が圧縮されていない場合を、（Ｂ）は弾性体球が圧縮された場合を示す図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）における衝撃吸収ユニットの拡大説明図、（Ｂ）は図１（Ｂ）における衝撃吸収ユニットの拡大説明図である。
【図３】衝撃吸収床構造の他の実施形態を示す説明図であり、（Ａ）受け部材を使用せず弾性体球のみにより衝撃を吸収する例を示す図、（Ｂ）は弾性体球についてひとつの受け部材を使用して衝撃を吸収する例を示す図、（Ｃ）は自由状態で縦長の楕円球をなす弾性体球を使用して衝撃を吸収する例を示す図、（Ｄ）は図１の実施形態および（Ａ）から（Ｃ）の実施形態における圧縮特性（衝撃による圧縮力Ｆと変形量Ｘとの関係）を示す図である。
【図４】（Ａ）は弾性体球が中空をなし、各弾性体球の内部圧力が、気体源からチューブを介して注入された圧搾空気により所定圧力に調整される例を示す図、（Ｂ）は弾性体球の内圧により圧縮特性（衝撃による圧縮力Ｆと変形量Ｘとの関係）が変化する様子を示す図である。
【図５】（Ａ）から（Ｅ）は、本発明で使用される弾性体球の構成を示す図である。
【図６】スプリングを併用した衝撃吸収ユニットの他の構成例を示す説明図である。
【図７】本発明の衝撃吸収ユニットをパーティクルボードに応用した実施形態を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図８】図３（Ａ）の衝撃吸収ユニットを、室内運動機器の脚部に取り付けて衝撃を吸収する実施形態を示す説明図である。
【図９】図３（Ａ）の衝撃吸収ユニットを、置き床の下面の多数箇所に取り付けて衝撃を吸収する実施形態を示す説明図である。
【図１０】従来の床構造の一例を示す説明図である。
【図１１】従来の床構造の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ衝撃吸収床構造
３ランニングマシーン
４置き床
１１床板
１２床パネル
１３表面材
１４弾性体球
１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６受け部材
１６エアーポンプ
１７スプリング機構
１８床
１５１，１５２受け部材
２１，２２，２３，２４，２５衝撃吸収ユニット
１５１，１５２受け部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
床板またはスラブと床パネルとの間に、自由状態で球または楕円球をなす複数の弾性体球が配置されていることを特徴とする衝撃吸収床構造。
【請求項２】
前記床パネルが置き床であることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収床構造。
【請求項３】
前記弾性体球が中空をなし、前記各弾性体球の内部圧力が、気体源からチューブを介して注入された圧搾気体により所定圧力に調整されていることを特徴とする請求項１または２に記載の衝撃吸収床構造。
【請求項４】
自由状態で球または楕円球をなす弾性体球と、前記弾性体球を上方または下方の少なくとも一方から受承する受け部材とからなることを特徴とする衝撃吸収ユニット。

【図１】