JP3295057B2 - 防振・嫌振基礎の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動を発生する機
器や振動を嫌う機器が設置される防振・嫌振基礎の構築
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プレス機械、コンプレッサー、
送風機などの運転により加振力が発生する機器では、こ
の加振力により機器自体が大きく振動したり、周辺にこ
の振動が伝播して振動障害が発生するおそれがある。こ
れに対処すべく、振動の伝播を阻止するために、従来、
例えば機器とこれが設置される基礎との間に剛性の低い
材料としてゴムの積層体などによる防振材料を介在させ
ている。

【０００３】このような防振基礎によって、防振材料で
支持する部分の固有振動数を加振力の振動数よりもでき
るかぎり低くして、機器自体の振動が小さくなるように
し、周辺への振動の伝播を防ぐようにし防振を図ってい
る。

【０００４】一方、カッター機構を備えた機器や測定器
などは、機器がその性能を発揮できるようにするために
は、できるかぎり振動の少ない環境に設置されることが
望まれる。そのためには、周囲からの振動が機器に伝播
しないように、前記した防振構造と同様の構造の嫌振基
礎を構築して、周囲から伝播してくる振動を遮断してい
る。

【０００５】図10はこのような防振基礎、嫌振基礎の一
例を示し、地盤や構造物側の基礎となる下基礎部22と、
機器１が設置される側の基礎となる上基礎部23と、この
下基礎部22と上基礎部23との間に介装される防振材料２
とで構成する。

【０００６】そして、防振基礎の場合は、機器１が発生
する加振力の振動数に対して、防振材料２より上方に存
在して防振材料２で支持する部材、すなわち機器１の固
有振動数が低くなるように防振材料２の材質、設置位
置、設置量などを設定する。

【０００７】一方、嫌振基礎の場合は、周囲から伝播し
てくる振動の卓越振動数を把握するとともに、嫌振機器
で問題となる振動数を確認したうえで、前記した防振基
礎の場合と同様に防振材料２より上方に存在して防振材
料２で支持する部材、すなわち機器１の固有振動数が低
くなるように防振材料２の材質、設置位置、設置量など
を設定する。

【０００８】さらに、同一加振力、同一固有振動数の状
態では、振動振幅は上基礎部23の質量が振動振幅に大き
く影響し、振動振幅は質量の増加に比例して小さくなる
ことから、防振基礎の場合は、上基礎部23の質量を大き
くすることにより、同じ固有振動数であっても振動振幅
を小さくできる。

【０００９】また、嫌振基礎の場合の上基礎部23の質量
を大きくすることにより、防振材料２より上方に存在し
防振材料３で支持されている部材、すなわち機器１の固
有振動数を低振動数側に変化させることができ、上基礎
部23や機器１の振動振幅も小さくできる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記のような防振基礎
や嫌振基礎を構築する場合、下基礎部22を構築してか
ら、この上に防振材料２を設置し、その上に上基礎部23
を構築することになるが、上基礎部23を構築するときに
は、下基礎部22の上方に上基礎部23構築のための十分な
作業空間を確保する必要がある。

【００１１】一方、下基礎部22と上基礎部23との間の空
間は、構築終了時点では防振材料２が介装されるに十分
な隙間で足り、この空間は例えば振動吸収のために防振
材料２が変形できるだけのスペースとして数ミリ程度で
足りる。しかも、防振材料２の設置部を窪みに形成すれ
ば、上基礎部23と下基礎部22との間の隙間は数ミリ以下
でも十分である。

【００１２】このように構築終了後に防振材料２が有効
に機能するためには、上基礎部23と下基礎部22との間の
隙間は数ミリ程度の僅かなもので足りるにもかかわら
ず、下基礎部22の上方に上基礎部23を構築する施工の際
の必要性から、この上基礎部23と下基礎部22との間の空
間が数ミリ程度以上の大きなものになってしまい、結果
的には必要以上の無駄な空間が生じ、基礎全体の高さが
大きくなってしまう。

【００１３】かかる不都合を解消するには、上基礎部23
を施工現場とは別の場所で製作し、これを設置ずみの防
振材料２の上に載せる方法も考えられるが、この場合
は、上基礎部23を吊り上げるクレーンなどの重機が必要
となり、作業が大掛かりとなるだけでなく、吊り上げる
上基礎部23の大きさにも限界が生じる。また、このよう
に上基礎部23を別の場所で製作する場合であっても、防
振材料２を上基礎部23に確実に結合する必要があれば、
下基礎部22と上基礎部23との間には作業員の手が入るだ
けの空間をなお確保する必要がある。そして、この空間
は構築終了後は必要以上の無駄な空間となってしまい、
基礎全体の高さが大きくなってしまう。

【００１４】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、下基礎部の上に上基礎部を構築する場合に、施工の
ために必要な空間がわずかで足り、この空間は下基礎部
と上基礎部との間に介装する防振材料を有効に機能させ
るに必要な空間にほぼ等しくでき、構築終了後に必要以
上の無駄な空間が生じることがなく、基礎全体の高さを
低くでき、施工性も向上する防振・嫌振基礎の構築方法
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、地盤または構造物側に接合する下基
礎部と、防振・嫌振が要求される機器が設置される上基
礎部と、これら下基礎部と上基礎部との間に介装される
防振材料とで構成し、振動を発生する機器や振動を嫌う
機器が設置される防振・嫌振基礎の構築方法において、
下基礎部の上に設置した防振材料上に取り付けたガセッ
トプレートの上に、上基礎部の鉄骨フレームを組立て、
該鉄骨フレームを型枠としてこの内部にコンクリートを
打設して、下基礎部、防振材料の上部にコンクリートに
よる上基礎部を構築し、前記防振材料は１個当たりの支
持荷重、バネ定数が定まっているものとして、この防振
材料の使用総個数、支持荷重の分布に応じた配置位置を
決定することにより、この防振材料が設置された部分よ
り上方の部材である上基礎部およびこの上に設置される
機械の固有振動数が目的の値になるように設定すること
を要旨とするものである。

【００１６】第２に、下基礎部上に設置する防振材料に
は、ガセットプレートを予め取り付けておき、ガセット
プレート付きの防振材料を下基礎部に設置することを要
旨とするるものである。

【００１７】第３に、防振材料設置位置に対応する下基
礎部または上基礎部に、防振材料が嵌入する凹部を形成
することを要旨とするものである。

【００１８】請求項１記載の本発明によれば、下基礎部
上の防振材料に取り付けられたガセットプレートに上基
礎部の鉄骨フレームをボルトなどで接続し、この鉄骨フ
レームを型枠としてこの内部にコンクリートを現場打ち
することにより上基礎部が構築される。

【００１９】よって、上基礎部構築のために下基礎部の
上方に施工上必要とされる空間は、ガセットプレートを
鉄骨フレームに接続するために必要なものだけで足りる
から、この空間は防振材料を有効に機能させるために必
要な空間以上のものにはならず、構築完了後に無駄な空
間が生じることがなく、基礎全体の高さを低くできる。
そして、上基礎部は現場打ちのコンクリートで形成する
から、質量（重量）の大きいものに容易にできる。ま
た、遮断すべき振動成分の特性を把握し、これに合わせ
て防振材料の選定、使用個数を決定して行うから、任意
の形状、運搬が困難な基礎り構築も可能となる。

【００２０】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、防振材料には、ガセットプレートを予め取り
付けておき、ガセットプレート付きの防振材料を下基礎
部に設置することにより、防振材料を設置すればこれに
ともない同時にガセットプレートもセットされるから施
工性がよい。

【００２１】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、下基礎部または上基礎部に、防振材料が嵌入
する凹部を形成することにより、基礎全体の高さをさら
に低くできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の防振・嫌振基
礎の構築方法の第１実施形態を示す要部の縦断側面図、
図２は同上本発明方法で使用するガセットプレートを取
り付けた防振材料の正面図、図３は同上平面図で、本発
明の防振・嫌振基礎も従来と同様に基本構造は、下基礎
部３と上基礎部４と、この間に介装する防振材料２とで
構成するもので、本発明で使用する防振材料２には予め
ガセットプレート１を取り付けておく。

【００２３】防振材料２は、例えばコイルバネを組み込
んだゴムの積層体で、10ｃｍ〜数10ｃｍ程度の四角板状
の市販のものの使用が可能である。かかる防振材料２の
上部に第１例として図２、図３に示すように、防振材料
２に直接接合する平板状の本体部１ａの上に、上基礎部
４に接合する接合部１ｂを形成した側面Ｔ字形のガセッ
トプレート１の、前記本体部１ａを接合する。接合手段
は接着剤による接着を基本とするが、これ以外の手段と
してボルトやビスによるものも考えられる。

【００２４】かかるガセットプレート１付きの防振材料
２を用いて防振・嫌振基礎を構築するには、まず、コン
クリートを打設するなどして下基礎部３を構築し、この
上にガセットプレート１付きの防振材料２を設置する。
防振材料２と下基礎部３との接合手段は、接着剤による
接着を基本とするが、これ以外の手段としてボルトやビ
スによるものも考えられる。

【００２５】防振材料２は、１個当たりの支持荷重、バ
ネ定数が定まっており、よって、この防振材料２の使用
総個数、支持荷重の分布に応じた配置位置を決定するこ
とにより、この防振材料２が設置された部分より上方の
部材、すなわち上基礎部４およびこの上に設置される機
械の固有振動数が目的の値になるように設定する。

【００２６】なお、ガセットプレート１の取り付けのタ
イミングとしては、前記のように防振材料２を下基礎部
３に固定する前の段階に限定されるものではなく、下基
礎部３に防振材料２を取り付けてから、その後に、この
防振材料２にガセットプレート１を接合することもでき
る。

【００２７】また、防振材料２と下基礎部３との接合に
ついても、前記のように防振材料２を下基礎部３に直接
接合する方法に限定されるものではなく、防振材料２の
下面にも別のプレートを接着し、このプレートを下基礎
部３に接着、ボルト・ビスなどで固定することもでき
る。

【００２８】そして、防振材料２の材質がゴムの場合
は、この防振材料２とガセットプレート１、または防振
材料２と下面プレートのある場合はこの下面プレートを
加硫接着することも可能である。

【００２９】以上のようにしてガセットプレート１を取
り付けた防振材料２を下基礎部３の上に接合したなら
ば、次に、上基礎部４の構成部材の一部ともなる鉄骨フ
レーム５をガセットプレート１に接合する。鉄骨フレー
ム５は、ガセットプレート１に接合する底板鉄板５ａ、
側板５ｂなどにより構成される。よって、鉄骨フレーム
５へのガセットプレート１の接合は、この底板鉄板５ａ
に形成してあるスリットに挿入したガセットプレート取
り付け用のアングル材６を介して、ボルト７で結合す
る。

【００３０】この結合作業は鉄骨フレーム５の上方から
該鉄骨フレーム５の内部で行うことができ、下基礎部３
と上基礎部４との間で行う必要がないから、下基礎部３
と上基礎部４との間の空間９は防振材料２とガセットプ
レート１が介装できるだけの隙間で足りる。

【００３１】なお、構造的に、上基礎部４が防振材料２
の上に載っただけの状態で、上基礎部４の重量によって
これを防振材料２の上に固定でき安全性が十分に確保で
きることが確認される場合は、前記のようなボルトによ
る結合は必ずしも行わなくてもよい。また、後述のよう
に鉄骨フレーム５の内部に上基礎部４となるコンクリー
トを打設することで、このコンクリートとガセットプレ
ート１とが一体化することにより上基礎部４を防振材料
２の上に固定でき安全性が十分に確保できることが確認
される場合も、前記のようなボルトによる結合を必ずし
も行わなくてもよい。

【００３２】以上のようにして防振材料２の上に鉄骨フ
レーム５を結合したならば、次に、鉄骨フレーム５の内
部にコンクリートひび割れ防止用の鉄筋10を配筋し、鉄
骨フレーム５を型枠として使用し、この内部にコンクリ
ート11を打設する。そして、この現場打ちのコンクリー
ト11で上基礎部４を形成する。

【００３３】このような鉄骨フレーム５と現場打ちのコ
ンクリート11とによる上基礎部４の構築は、現場に運び
込んだ材料を加工しながら組み立てることができるか
ら、作業空間がわずかで足り、クレーンなどの使用が不
可能な屋内などでも大規模な防振・嫌振基礎の構築が可
能となる。

【００３４】かかる上基礎部４は前記のようにコンクリ
ート11で形成されるから重量を増すことができ、防振・
嫌振効果を増大できる。また、上基礎部４の上面が一般
的なコンクリートの床面と同じ仕上げとなるから、この
上に設置する機器の固定は、一般的な床上に対して行う
のと同様に後施工アンカーで施工できる。

【００３５】図４は第２実施形態を示し、下基礎部３の
上面の防振材料２の設置位置に、防振材料２が嵌入する
凹部12を形成した。これにより、下基礎部３と上基礎部
４との間の空間９をさらに小さなものに形成できる。こ
の凹部12は前記のように必ずしも下基礎部３の側に設け
る必要はなく、上基礎部４の側の下面に形成してもよ
い。

【００３６】また、ガセットプレート１付きの防振材料
２の形態は図２、図３に示すタイプに限定されるもので
はなく、第２例として図５、図６に示すように２個の防
振材料２に対して平面長方形の１枚のガセットプレート
１を取り付けたタイプのもの、また、第３例として図
７、図８に示すように８個の防振材料２に対してさらに
大きい平面長方形の１枚のガセットプレート１を取り付
けたタイプのものなどが考えられる。

【００３７】これらのタイプは、機器の設置位置、重量
分布などによって支持荷重が大きくなる部分には大きな
ガセットプレート１を使用して、防振材料２の設置個数
を多くするなど、防振材料２の使用数量を現場の状況に
適したものに適宜設定する。

【００３８】図９は現場の状況に対応させて種々のタイ
プのガセットプレート１付きの防振材料２を設置した例
の一つを示し、基礎の平面上形状を現場の状況に応じて
設計し、既存設備や柱などがある部分は切欠き部13を形
成し、機械装置として同一基礎上に設置したほうが配
管、配線などが簡単に行える付属機器類はこれを同一基
礎上に設置できるように出っ張り部14を設けた。

【００３９】そして、設置する機器の重量分布などによ
り１個のガセットプレート１に対して防振材料２を１個
取り付けたタイプ、２個取り付けたタイプ、８個取り付
けたタイプのいずれかを選定した。

【００４０】本発明による基礎の上にプレス機械を設置
した場合の防振・嫌振効果について次に説明する。設置
したプレス機械は振動を発生するプレス機構、外部から
の振動を嫌うカッター機構とを備えたものである。この
プレス機構とカッター機構とは同時には運転されないか
ら、同じ機械ではプレス機構の部分が発生する振動の影
響がカッター機構の部分で受けることはないが、同種の
機械が複数台設置される場合に、機械同士の相互の振動
の干渉が問題となるケースである。

【００４１】この例は、プレス機構の部分から発生して
周辺の機械へ伝播していく振動をできるだけ小さくする
防振機能と、周辺から来る振動を機械内に入れないよう
にする嫌振機能とを合わせ持つ基礎として設計したもの
で、まず、無対策状態でのプレス機構の運転時の振動測
定を行い、この振動応答解析からプレス機械内部に生じ
ている衝撃力の時間変化、振幅変化を求めた（内部加振
振動波形）。また、無対策状態での基礎において周辺の
プレス機械運転時の振動を測定した（外部加振振動波
形）。

【００４２】この測定、解析結果から得られた内部加振
振動波形、外部加振振動波形の卓越振動数から目標とす
る基礎固有振動数を求めて、これをもとに下基礎部、上
基礎部を設計し、必要とする性能、特性を有する防振材
料を選定し、振動解析モデルを設定した。

【００４３】内部加振振動波形をこの解析モデルのプレ
ス機械内部に作用させて各部の振動振幅を求め、目標と
した振幅以下になっているかの確認を行い、このデータ
から周辺での振動振幅予測も行った（防振基礎性能確
認）。

【００４４】また、外部加振振動波形を同じ解析モデル
の下基礎部位置に入力し、上基礎部位置での振動振幅を
求め、目標とした振動振幅になっているかの確認を行っ
た（嫌振性能確認）。

【００４５】この実験例では、防振材料としてはゴムの
中にコイルバネを組み込んだ、１ユニットが10×10ｃｍ
の大きさのものを使用した。上基礎部はプレス機械とそ
れに付属する装置一式が設置されるものとし、平面形状
をＬ字型とし、プレス機械の重量分布、付属装置の重量
分付などから、ガセットプレートは防振材料を１ユニッ
ト取り付けたもの、２ユニット取り付けたもの、８ユニ
ット取り付けたものの３種類を用意し、これらを組み合
わせて使用した。

【００４６】基礎完成後、この上にプレス機械を設置し
た後に振動測定を再度行い、効果の確認を行った。その
結果、基礎上のプレス機械の運転時における下基礎部の
位置での振動は無対策時の７分の１（防振効果）にな
り、周辺のプレス機械の運転時における振動は上基礎部
の位置で10分の１以下（嫌振効果）になっていることが
判明した。

【００４７】そして、この基礎は、屋内において周辺で
は通常の生産を行っている状態で製作された。よって、
本発明の方法ではクレーンを使用せずに、機械の大きさ
に比べるとかなり大きな防振・嫌振基礎を構築すること
が可能となることが証明できた。

【００４８】また、施工現場では必要最小限のスペース
で防振・嫌振基礎の構築を行うことが可能となるため、
例えば工場の機械装置交換やレイアウト変更時に構築工
事を施工できる。

【００４９】さらに、機械の防振・嫌振に関しては、一
般的には機械メーカーが担当することが多く、この場
合、機械が設置される地盤の状態や構造物の床の状態な
どの条件はあまり考慮されずに防振装置や防振基礎が設
計され、標準品として量産されたものをそのまま使用す
る場合が多いが、本発明では前記のように現場の状況に
応じて防振材料の設置数や配置位置を設定できるから、
最もよい防振・嫌振性能を発揮できる。

【００５０】しかも、機械メーカー側が標準品として取
り付ける防振装置や防振基礎は、運搬や組み立て上の制
約から重量、形状が制限されたものになっているが、本
発明では現地で防振・嫌振基礎を構築するから、かかる
制約がなく、複数の機械を同一基礎上に設置可能な大型
の基礎の構築もできる。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の防振・嫌振基
礎の構築方法は、下基礎部の上に上基礎部を構築する場
合に、上基礎部の施工のために必要な空間がわずかで足
り、この空間は下基礎部と上基礎部との間に介装する防
振材料を有効に機能させるに必要な空間にほぼ等しくで
き、構築終了後に必要以上の無駄な空間が生じることが
なく、基礎全体の高さを低くでき、施工性も向上する。

【００５２】また、機械の設置状況に適した基礎を現場
で容易に構築できるから、性能のよい基礎が得られ、機
械が設置される例えば工場内の振動や騒音を効率よく確
実に低減でき、環境がよくなり作業性も向上する。

【００５３】さらに、生産機械の振動が低減することに
より製品の精度向上、品質向上も図ることができ、工場
周辺への公害発生も確実に防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法の第１実施
形態を示す要部の縦断側面図である。

【図２】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で使用する
ガセットプレート付きの防振材料の第１例を示す正面図
である。

【図３】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で使用する
ガセットプレート付きの防振材料の第１例を示す平面図
である。

【図４】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法の第２実施
形態を示す要部の縦断側面図である。

【図５】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で使用する
ガセットプレート付きの防振材料の第２例を示す正面図
である。

【図６】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で使用する
ガセットプレート付きの防振材料の第２例を示す平面図
である。

【図７】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で使用する
ガセットプレート付きの防振材料の第３例を示す正面図
である。

【図８】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で使用する
ガセットプレート付きの防振材料の第３例を示す平面図
である。

【図９】本発明の防振・嫌振基礎の構築方法で構築した
基礎の平面図である。

【図１０】防振・嫌振基礎の説明図である。

【符号の説明】

１…ガセットプレート １ａ…本体部 ２…防振材料 １ｂ…接合部 ３…下基礎部 ４…上基礎部 ５…鉄骨フレーム ５ａ…底板鉄板 ５ｂ…側板 ６…アングル材 ７…ボルト ９…空間 10…鉄筋 11…コンクリート 12…凹部 13…切欠き部 14…出っ張り部 22…下基礎部 23…上基礎部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−302982（ＪＰ，Ａ) 登録実用新案3018907（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 27/44 E02D 31/08 E01D 19/04 F16F 15/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤または構造物側に接合する下基礎部
   と、防振・嫌振が要求される機器が設置される上基礎部
   と、これら下基礎部と上基礎部との間に介装される防振
   材料とで構成し、振動を発生する機器や振動を嫌う機器
   が設置される防振・嫌振基礎の構築方法において、下基
   礎部の上に設置した防振材料上に取り付けたガセットプ
   レートの上に、上基礎部の鉄骨フレームを組立て、該鉄
   骨フレームを型枠としてこの内部にコンクリートを打設
   して、下基礎部、防振材料の上部にコンクリートによる
   上基礎部を構築し、前記防振材料は１個当たりの支持荷
   重、バネ定数が定まっているものとして、この防振材料
   の使用総個数、支持荷重の分布に応じた配置位置を決定
   することにより、この防振材料が設置された部分より上
   方の部材である上基礎部およびこの上に設置される機械
   の固有振動数が目的の値になるように設定することを特
   徴とする防振・嫌振基礎の構築方法。
2. 【請求項２】 下基礎部上に設置する防振材料には、ガ
   セットプレートを予め取り付けておき、ガセットプレー
   ト付きの防振材料を下基礎部に設置する請求項１記載の
   防振・嫌振基礎の構築方法。
3. 【請求項３】 防振材料設置位置に対応する下基礎部ま
   たは上基礎部に、防振材料が嵌入する凹部を形成する請
   求項１または請求項２に記載の防振・嫌振基礎の構築方
   法。