JP2815152B2 - Floor support structure - Google Patents
Floor support structureInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、体育館や柔剣道場あるいは一般の集合住
宅その他各種の建物における床を支持して床に防振特
性、弾力特性を付与した床支持構造に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a floor in which a floor is provided in a gymnasium, a soft sword dojo, a general apartment house, and various other buildings to provide vibration-proof and elastic properties to the floor. It relates to a support structure.
たとえば、総合体育館等では、その一部を柔道場、他
の一部を剣道場さらに他の一部をその他のスポーツの場
所とする場合、通常の床支持構造では、すべての区画の
弾力特性や防振特性は画一的であり、各種スポーツの性
質に応じて防振特性や弾力特性を異ならせるようにはな
っていなかった。例えば、柔道場は競技中の投技等の大
きな衝撃を吸収するために剣道場に比べ二倍程柔らかい
床が要求される。このため、総合体育館に剣道場と柔道
場を設ける場合には、剣道場の床と柔道場の床とはそれ
ぞれ異なった床工法により施工せざるを得なかった。For example, in a general gymnasium, if one part is a judo hall and the other part is a kendo hall and the other part is a place for other sports, the normal floor support structure will have elasticity characteristics and The anti-vibration characteristics were uniform, and the anti-vibration characteristics and elasticity characteristics were not varied according to the characteristics of various sports. For example, a Judo hall requires a floor that is about twice as soft as a Kendo hall in order to absorb large impacts such as throwing during a game. For this reason, when a kendo hall and a judo hall are set up in a general gymnasium, the floor of the kendo hall and the floor of the judo hall have to be constructed using different floor construction methods.
また、小学校の体育館の床についても、一年生が利用
するための床の弾力性と、六年生の利用する時の床の弾
力性とは異なり、脚のばねの使い方がへたな低学年ほど
床の柔らかさが必要とされていた。さらには、バレーボ
ールとバスケットボールでは、床に対して要求される最
適弾力値は異なっているのも各種の研究結果から明らか
である。Also, the floor of the gymnasium of elementary schools is different from the elasticity of the floor when used by first graders and the elasticity of the floor when used by sixth graders. The softness was needed. Further, it is apparent from various research results that the optimum elasticity value required for the floor is different between volleyball and basketball.
このように、従来の床支持構造は防振特性や弾力特性
を部分的に変えるためには床工法の段階で対応しなけれ
ばならず、コスト的にも不利であり、かつ一つの競技に
用いることができる床面積は1/2となり練習できる人数
が制約を受ける等のデメリットがあった。すなわち、剣
道場と柔道場とを設けた場合、柔道場を使用しない場合
には、この柔道場を剣道場として使用するには床工法そ
のものが異なっているために利用しずらいという面があ
った。さらに、床の上で競技をする利用者の年齢や種目
別に床の弾力特性等を容易に変えることもできなかっ
た。As described above, the conventional floor support structure has to cope at the stage of the floor construction method in order to partially change the anti-vibration characteristics and the elastic characteristics, which is disadvantageous in terms of cost, and is used for one competition. There was a disadvantage that the floor area that could be practiced was halved and the number of people who could practice was limited. In other words, when a kendo hall and a judo hall are set up, if the judo hall is not used, it is difficult to use this judo hall as a kendo hall because the floor construction method itself is different. Was. Further, the elasticity characteristics of the floor cannot be easily changed according to the age and the type of the user who competes on the floor.
そこで、この発明は床の弾力特性、防振特性を任意に
変えることができる床支持構造を提供することを目的と
する。Accordingly, an object of the present invention is to provide a floor support structure that can arbitrarily change the elasticity and vibration isolation characteristics of a floor.
上述の目的を達成するため、この発明は、床下地材
と、床基盤と、これらの間に設けられ床下地材を下側か
ら支持して床下地材に防振特性、弾力特性を付与する弾
性体とを有する床支持構造であって、前記弾性体が、床
下地材からの荷重を受ける床基盤上の適宜個所に内部に
空間を有する状態で設けられて外筒に一体化され、弾性
体の空間を少なくとも2室に画成してオリフィスで連通
させるとともに、室内に電気粘性流体を充填し、各室間
に電極を設けて電気粘性流体を制御するように構成した
ものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a floor base material, a floor base, and a floor base material provided between the floor base material and supporting the floor base material from below, thereby providing the floor base material with vibration isolation and elasticity characteristics. A floor support structure having an elastic body, wherein the elastic body is provided with a space therein at an appropriate place on a floor base receiving a load from a floor base material, and is integrated with an outer cylinder; The body space is divided into at least two chambers and communicated with the orifice, the chamber is filled with an electrorheological fluid, and electrodes are provided between the chambers to control the electrorheological fluid.
たとえば、体育館の床の場合、床工法としては同一の
工法で床を構成し、利用者の年齢別あるいは、競技の種
目別に弾性体内部の電気粘性流体を制御して床の防振特
性や弾力特性を変えれば、使用する年齢に合った床や競
技の種類に適応した床を実現でき、競技のし易さ及び安
全性の確保につながる。For example, in the case of a gymnasium floor, the floor is constructed using the same method as the floor method, and the vibration damping characteristics and elasticity of the floor are controlled by controlling the electrorheological fluid inside the elastic body according to the age of the user or the type of competition. If the characteristics are changed, a floor suitable for the age to be used and a floor adapted to the type of the competition can be realized, which leads to securing easiness of the competition and safety.
以下に、この発明の好適な実施例を図面を参照にして
説明する。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図において、床の荷重をうける個所に設けられる
弾性体1の内部には空間2を形成し、この空間2を隔壁
3で2室に画成してある。これら2室は隔壁3に形成さ
れたオリフィス4で連通され、このオリフィス4の個所
には電極5を設けてある。これら電極5にはリード線51
が接続してあり図示しない電源あるいは制御回路に接続
してある。また、一方の室の壁はダイヤフラム6で形成
してある。弾性体1は、外筒7と内筒8に接着してあ
り、内筒8の内周面に隔壁が形成してあり、この隔壁に
同心円上のオリフィス4を形成してある。また、弾性体
1の上面には支持板9が接着してあり、この支持板9で
床を支持する。空間内に充填される電気粘性流体は、ER
流体とも呼ばれ、電界の強さに応じて粘性が大きくなる
流体である。したがって、電極5へ通電してオリフィス
4内の電気粘性流体の粘性を変化させ、流動抵抗を調節
することが可能である。このような電気粘性流体につい
ては特開昭63−72934号公報にも記載されている通りで
ある。床に対する衝撃は支持板9に伝えられ、これを弾
性体1が受け止めると2つに画成された空間内の電気粘
性流体はオリフィス4を通して移動することになり、こ
の移動時の通過抵抗で振動が吸収されるのみならず、電
極5への通電により、電気粘性流体がその粘性を変化さ
せる。このような粘性は通電量の制御により変化させる
ことができるので、広範囲の振動吸収が可能となり、し
かも弾性体特性を変えることが可能となる。In FIG. 1, a space 2 is formed inside an elastic body 1 provided at a place where a load is applied to the floor, and the space 2 is defined by a partition wall 3 into two chambers. These two chambers are communicated with each other by an orifice 4 formed in the partition wall 3, and an electrode 5 is provided at the location of the orifice 4. These electrodes 5 have lead wires 51
Are connected to a power supply or control circuit (not shown). The wall of one chamber is formed by a diaphragm 6. The elastic body 1 is adhered to the outer cylinder 7 and the inner cylinder 8, a partition is formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder 8, and a concentric orifice 4 is formed in the partition. A support plate 9 is adhered to the upper surface of the elastic body 1, and the support plate 9 supports the floor. The electrorheological fluid filled in the space is ER
It is also called a fluid, a fluid whose viscosity increases according to the strength of the electric field. Therefore, it is possible to change the viscosity of the electrorheological fluid in the orifice 4 by supplying electricity to the electrode 5 and adjust the flow resistance. Such an electrorheological fluid is as described in JP-A-63-72934. The impact on the floor is transmitted to the support plate 9, and when the elastic body 1 receives the impact, the electrorheological fluid in the space defined by the two moves through the orifice 4, and vibrates due to the passage resistance during the movement. Not only is absorbed, but also the electrorheological fluid changes its viscosity when the electrode 5 is energized. Such viscosity can be changed by controlling the amount of current, so that a wide range of vibration can be absorbed, and the characteristics of the elastic body can be changed.
第2図に示す第2実施例は支持体9に支持ボルト10を
取りつけたものを示し、この支持ボルト10の上端で床を
支持するとともに、支持ボルト10の調節により床の高さ
を微調節できるようになっているものである。また、こ
の第2実施例は、オリフィス4の構造を変えたものを示
す。空間には第1室2Aと第2室2Bとが隔壁3により画成
され、この隔壁3はプレート状の円板形状をなし、この
隔壁3にスリット状の通路41,42を形成し、これら通路4
1,42の間にオリフィス4が形成されている。第2図中符
号11は電源を示し、符号12は絶縁配線を示す。電極5へ
の印加電圧の大きさを適当に設定することにより、電気
粘性流体はオリフィス4を通しての液体交換を殆ど不可
能にするほど硬くなる。FIG. 2 shows a second embodiment in which a support bolt 10 is attached to a support body 9. The floor is supported at the upper end of the support bolt 10, and the height of the floor is finely adjusted by adjusting the support bolt 10. It is something that can be done. In the second embodiment, the structure of the orifice 4 is changed. In the space, a first chamber 2A and a second chamber 2B are defined by a partition 3, which has a plate-like disk shape, and forms slit-like passages 41, 42 in the partition 3. Passage 4
An orifice 4 is formed between 1,42. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a power supply, and reference numeral 12 denotes an insulated wiring. By setting the magnitude of the voltage applied to the electrode 5 appropriately, the electrorheological fluid becomes so hard that liquid exchange through the orifice 4 is almost impossible.
空間2を画成して形成される各空間を連通させるオリ
フィス4の構造としては、第1図および第2図に示すよ
うなものに限らず、特開昭60−104828号公報や特開昭61
−74930号公報あるいは特開昭63−72934号公報に記載の
ようなオリフィスの構造を採用することも可能である。The structure of the orifice 4 which defines each space 2 and communicates each space is not limited to the structure shown in FIGS. 1 and 2, but may be any of Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61
It is also possible to adopt an orifice structure as described in JP-A-74930 or JP-A-63-72934.
第3図に示す実施例は、床を構成する下地材として大
引材13と根太材14とから成る鋼製床組に対し束15とレベ
ル調整用の支持ボルト10との間に第1図または第2図に
示すごとき空間2を有する弾性体1を設けたものであ
る。The embodiment shown in FIG. 3 is an embodiment in which a steel floor set including a large pulling material 13 and a joist material 14 as a base material constituting a floor is provided between a bundle 15 and a support bolt 10 for level adjustment. Alternatively, an elastic body 1 having a space 2 as shown in FIG. 2 is provided.
第4図に示す実施例は支持ボルト10の上に受板17を取
付けこの受板17で床下地材16を支持している状態を示
し、支持ボルト10の下端には空間2を有する弾性体1が
設けてある。The embodiment shown in FIG. 4 shows a state in which a receiving plate 17 is mounted on a supporting bolt 10 and a floor base material 16 is supported by the receiving plate 17, and an elastic body having a space 2 at the lower end of the supporting bolt 10. 1 is provided.
なお弾性体1の空間2内へ充填される電気粘性流体
(ER流体)は、シリカゲル,シリコンオイル,界面活性
剤,あるいはポリメタクリルアシド,ソルバント等が良
好である。The electrorheological fluid (ER fluid) filled in the space 2 of the elastic body 1 is preferably silica gel, silicone oil, surfactant, polymethacrylic acid, sorbant, or the like.
第5図に示すグラフは、第1図に示すものを用い、支
持板9に対する荷重とその変位を示すものであり、符号
Aで示す曲線は、電極5に電圧をかけずオリフィス4を
全開状態にした場合のものであり、ks=14kg/mmとな
り、符号Bで示すものは3kV/mmの電圧をかけオリフィス
4を全閉状態にしたものであり、ks=35kg/mmとなって
いる。このグラフ中Aで示す状態では柔道場の床支持構
造として適し、Bの状態では剣道場の床支持構造として
適する。また、電極5間の電圧を変化させることにより
第5図A,Bの間のばね定数を任意に設定することが可能
となる。The graph shown in FIG. 5 shows the load applied to the support plate 9 and its displacement using the graph shown in FIG. 1, and the curve indicated by the symbol A represents the state where the voltage is not applied to the electrode 5 and the orifice 4 is fully opened. In this case, ks = 14 kg / mm, and the one indicated by reference symbol B is obtained by applying a voltage of 3 kV / mm to bring the orifice 4 into a fully closed state, where ks = 35 kg / mm. The state indicated by A in this graph is suitable as a floor support structure for a judo hall, and the state shown in B is suitable as a floor support structure for a kendo hall. By changing the voltage between the electrodes 5, the spring constant between FIGS. 5A and 5B can be set arbitrarily.
第6図に示すグラフは、オリフィス全開から全閉まで
の周波数毎のKdとtanδをグラフ化したものである。オ
リフィス4の開閉を電気的に調整することで、瞬時に
(10mm sec程度)防振特性を変化させることができる。
しかもオリフィス4の開閉度を調整(電圧を調整)する
ことで全開から全閉まで任意に変化させることができ
る。The graph shown in FIG. 6 is a graph of Kd and tan δ for each frequency from the fully open orifice to the fully closed orifice. By electrically adjusting the opening and closing of the orifice 4, the anti-vibration characteristics can be changed instantaneously (about 10 mm sec).
In addition, by adjusting the opening / closing degree of the orifice 4 (adjusting the voltage), it can be arbitrarily changed from fully open to fully closed.
以上説明したような床支持構造は,ビルの免震構造に
用いられるような免震ゴムに適用することも可能であ
る。The floor support structure described above can also be applied to seismic isolation rubber used in a building's seismic isolation structure.
また、特定の競技等を行う区画内においても、競技等
の性質に応じて一部分を硬く、あるいは柔らかくするこ
ともできる。Further, even in a section where a specific game or the like is performed, a part can be made hard or soft depending on the nature of the game or the like.
以上説明したように、この発明によれば、床下地材か
らの荷重を受ける個所に内部に空間を有する弾性体を設
け、外筒に一体化された弾性体の空間を少なくとも2室
に画成してオリフィスで連通させるともに、室内に電気
粘性流体を充填し、各室間に電極を設けて電気粘性流体
を制御するように構成したので、同一の床工法で仕上げ
られた床であっても、弾力性を部分的あるいは全体的に
可変にすることが容易にでき、一つの床を多目的に使用
することが可能となる。また、使用者の年齢やレベルに
合わせしかも競技の種目に合わせた床の弾力性の調整も
簡単である。さらには建物のスラブの固有振動数にチュ
ーニングした防音床も簡単に構成することができる。As described above, according to the present invention, an elastic body having a space inside is provided at a location where a load from a floor base material is received, and the space of the elastic body integrated with the outer cylinder is defined in at least two chambers. And communicate with the orifice, fill the chamber with an electrorheological fluid, and provide electrodes between the chambers to control the electrorheological fluid, so even floors finished with the same floor construction method The elasticity can be easily changed partially or entirely, and one floor can be used for multiple purposes. Further, it is easy to adjust the elasticity of the floor in accordance with the age and level of the user and also in accordance with the event of the competition. Furthermore, a soundproof floor tuned to the natural frequency of the building slab can be easily configured.
第1図は本願発明に係る床支持構造に用いられる弾性体
の構造例を示す第1実施例の一部断面斜視図、第2図は
本願発明に係る床支持構造に用いられる弾性体の構造例
を示す第2実施例の断面図、第3図は本願発明における
床支持構造の一例を示す斜視図、第4図は本願発明にお
ける他の床支持構造の例を示す斜視図、第5図は電極に
電圧をかけた状態とかけない状態の荷重に対する変位を
示すグラフ、第6図はオリフィス全開から全閉までの周
波数ごとのKdとtanδをグラフ化したものを示す。 1……弾性体、 2……空間、 2A,2B……室、 3……隔壁、 4……オリフィス、 5……電極。FIG. 1 is a partially sectional perspective view of a first embodiment showing an example of a structure of an elastic body used in a floor support structure according to the present invention, and FIG. 2 is a structure of an elastic body used in a floor support structure according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a second embodiment showing an example, FIG. 3 is a perspective view showing an example of a floor support structure in the present invention, FIG. 4 is a perspective view showing another example of a floor support structure in the present invention, FIG. FIG. 6 is a graph showing the displacement with respect to the load with and without applying a voltage to the electrode. FIG. 6 is a graph showing the Kd and tan δ for each frequency from the fully opened orifice to the fully closed orifice. 1 ... elastic body, 2 ... space, 2A, 2B ... chamber, 3 ... partition wall, 4 ... orifice, 5 ... electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04F 15/18 601 F16F 15/02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) E04F 15/18 601 F16F 15/02
Claims (1)
られ床下地材を下側から支持して床下地材に防振特性、
弾力特性を付与する弾性体(1)とを有する床支持構造
であって、 前記弾性体(1)が、床下地材(13・14・16)からの荷
重を受ける床基盤上の適宜個所に内部に空間(2)を有
する状態で設けられて外筒(7)に一体化され、 前記弾性体(1)の空間(2)を少なくとも2室(2A・
2B)に画成してオリフィス(4)で連通させるととも
に、室(2A・2B)内に電気粘性流体を充填し、 各室(2A・2B)間に電極(5)を設けて電気粘性流体を
制御するように構成したことを特徴とする床支持構造。1. A floor base material, a floor base, and a floor base material provided therebetween, which supports the floor base material from below to provide the floor base material with vibration-proofing properties.
An elastic body (1) for imparting elasticity to the floor support structure, wherein the elastic body (1) is provided at an appropriate position on a floor base receiving a load from a floor base material (13, 14, 16). The space (2) of the elastic body (1) is provided with a space (2) therein and integrated with the outer cylinder (7).
2B), communicate with the orifice (4), fill the chambers (2A, 2B) with electrorheological fluid, and provide an electrode (5) between each chamber (2A, 2B) to provide an electrorheological fluid. A floor support structure, characterized in that the floor support structure is configured to control the floor.
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---|---|---|---|
JP63215500A JP2815152B2 (en) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Floor support structure |
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