JPH01315555A - 制振構造及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は床、壁の振動を抑制し得る制振構造とその施工
方法に関する。

（従来の方法） 織機、リードフレームの金型加工機械、レンズ研磨機械
、印刷機械等、振動が大きく他の場所や機械装置へ振動
を伝搬してしまう機械や、逆に他からの振動を受けると
加工精度が低下するおそれがあるため振動を極度に嫌う
機械の場合、その振動対策が必要となっている。

そのため、従来は振動源となっている、もしくは振動を
嫌う機械と、その機械が据え付けられている床との間に
ラバーやスプリングで構成される吸振手段を介挿し、そ
の吸振手段で伝搬、もしくは伝搬された振動を吸収して
振動の影響を抑制する構造がよく知られている。この方
式では工場等の床の機械設置予定場所に前記吸振手段を
設けたベースを形成しておき、そのベース上に機械を据
え付けるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来の制振構造には次のような課
題がある。

従来のラバーやスプリングで構成された吸振手段を有す
るベースに機械を設置する方法では、まず機械臼らが振
動する場合、他所への振動伝搬を抑制するには効果的で
あるが、発した振動が機械自身へ伝搬されてしまう（戻
り振動）のを抑制する効果は劣るという問題点がある。

また、吸振手段を設けたベースは床に永久的に固定され
るものであるから、例えば製造ライン等の変更で機械の
据え付は位置（レイアウト）を変更するとなるとベース
を移設せねばならず、旧ベースの取り壊しと新ベースの
設置と、大掛かりな゛変更工事が要求され、多大な経費
がかかってしまう。予め工場の床全体に吸振手段を配し
た防振もしくは制振構造にすればよいが、この場合吸振
手段が高価なため広範囲の施工は経済性の面で問題が生
じる。これら問題点を解決することが課題となっている
。

従って、本発明は効果的に振動を抑制することが可能で
あり、かつ安価な制振構造と、その施工方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。

すなわち、ウレタンフオーム等の吸振材で形成された１
層以上の吸振床部又は吸振壁部と、前記吸振材と比べ密
度と弾性波伝搬速度の積が大きい硬質材で形成された１
層以上の硬質床部又は硬質壁部とを具備し、前記吸振床
部又は吸振壁部と、硬質床部又は硬質壁部とは、最下層
又は基準となる吸振床部又は吸振壁部、もしくは硬質床
部又は硬質壁部の上層側又は表層側へ交互に積層された
ことを特徴とし、この制振構造を形成するための施工方
法は次の手順を備える。

すなわち、ウレタンフオーム等の吸振材で形成された吸
振部と、前記吸振材と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が
大きい硬質材で形成された硬質部とを交互に積層するこ
とを特徴とする。

（作用） 作用について説明する。

吸振材で形成された吸振床部又は吸振壁部と、硬質材で
形成された硬質床部又は硬質壁部が交互に積層されるこ
とにより変位波動伝達率を小さくすることができるため
、伝達される振動波の振幅を小さくできる。従って、伝
搬される振動を抑制することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

まず構成について第１図と共に説明する。

１０は、本発明に係る制振構造を有する床であり、地盤
１２の上に硬質材であるコンクリートの基礎床部１４が
形成されている。

その基礎床部１４の上層には、前記コンクリートより密
度と弾性波伝搬速度の積が小さく、かつ設置する機械１
６・・・の重量、圧縮力等に耐え得る十分な圧縮強度を
有するウレタンフオーム等の吸振材で形成された吸振床
部１８が形成されている。

その吸振床部１８の上層には、やはり硬質材であるコン
クリートで形成された硬質床部２０が形成されている。

この実施例では吸振床部１日と硬質床部２０とは各−層
ずつであるが、両床部１８．２０が各複数層ずつ形成さ
れてもよく、その際は吸振床部１８と硬質床部２０とが
交互に積層され、最上層（最表層）は硬質床部２０にし
て機械１６・・・の設置を可能にする必要がある。

また、基礎床部１４と硬質床部２０とは、吸振床部１８
と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が大きければ別の材料
で形成してもよい。

２２は吸振縁部であり、床１０の周縁と、その床１０の
周縁を囲むコンクリート製の基礎２４との間に形成され
ている。この吸振縁部２２も前記吸振床部１８と同じウ
レタンフオームの吸振材によって形成されている。吸振
縁部２２は、吸振床部１８が吸収し切れなかった床ｌＯ
の振動を基礎２４や壁２６を介して他所へ伝搬するのを
抑制するため配設されている。但し、振動が伝搬されて
も影響がない方向の床１０周縁には吸振縁部２２を設け
る必要はない。

続いて、制振構造の壁２６の構成について説明する。

２８は基礎壁部であり、硬質材であるコンクリートで形
成されている。基礎壁部２８の表層側である内側には床
１０を構成した吸振床部１日と同じく吸振材であるウレ
タンフオームで形成された吸振壁部３０が形成されてい
る。この吸振壁部３０の表層側には硬質材であるコンク
リートで形成された硬質壁部３２が形成され、基礎壁部
３０と硬質壁部３２とで吸振壁部３０を挟着している。

また、壁２６も基礎壁部２８の表層側（左側）に吸振壁
部３０と硬質壁部３２が各−層ずつ積層状に形成されて
いるが、吸振壁部３０と硬質壁部３２とが各複数層ずつ
を交互に形成してもよい。その際、機械３４の設置のた
め最表層は硬質壁部３２になるようにする。壁２６の場
合においても、吸振壁部３０で吸収し切れなかった振動
の他所への伝搬を抑制するため床ｌＯと同様、必要な方
向の壁２６周縁に吸振材で形成された吸振縁部（不図示
）を設けてもよい。また、壁２６の外壁面と内壁面には
不図示の外装材と内装材で適宜な処理が施されている。

次に、上述の制振構造の床１０を例に第２図と共に施工
方法について説明する。

まず、地盤１２を掘削して基礎（地中梁）２４を周設す
る。そして、その基礎２４の内側最下層に砕石３６を敷
設する。但し、ここまでは通常の基礎の施工方法を行え
ばよい。

次に、コンクリートで基礎床部１４を形成する。

基礎床部１４が乾燥したら、その上層に吸振材であるウ
レタンフオームで予め十分な圧縮強度を持つ厚さに形成
した床板材を敷設して吸振床部１８を形成する。但し、
ウレタンフオームの場合は施工現場で発泡させられるの
で、基礎床部１４の上面にウレタンフオームを吹き付け
て適宜な厚さの吸振床部１８を形成してもよい。現場で
ウレタンフオームの吹きつけを行う場合は基礎床部１４
の水平度や平面度が多少劣ってもウレタンフオームで補
正することができる。吸振床部１日が形成された後は、
やはりコンクリートで硬質床部２０を形成する。前述の
ように吸振床部１８は硬質床部２０とを複数層ずつ形成
する場合は両床部１８．２０を交互に形成すればよい。

このようにして床１０が形成されたら、必要方向の基礎
２４と床１０周縁の間にやはりウレタンフオームを挿入
もしくは注入して吸振縁部２２を形成する。床１０の表
面には適宜なフロア材３８を必要に応じて貼設する。

なお吸振縁部２２上面に目地４０を設けた場合は、アス
ファルト４２を充填すればよい。

このようにして形成された制振構造の床１０や璧２６に
機械１６・・・、３４を設置した場合、その機械１６・
・・、３４の振動は、まず硬質床部２０もしくは硬質壁
部３２に伝搬される（第１図参照）。しかし基礎床部１
４もしくは基礎壁部２８は硬質床部２０もしくは硬質壁
部３２との間で吸振床部１８もしくは吸振壁部３０を挟
着しているので、前記振動は吸振床部１８もしくは吸振
壁部３０で吸収される。また、抑制し切れなかつた振動
は、必要とされる方向に設けられた吸振縁部２２によっ
て吸収されるので基礎２４を介して伝搬されるのを抑制
することができる。

上記の基礎床部１４もしくは基礎壁部２８、吸振床部１
８もしくは吸振壁部３０及び硬質床部２０もしくは硬質
壁部３２はお互いに直接接触しているが、必ずしも直接
接触でなく、例えばフィルム等を介して縁切りした間接
接触でもよい。

また、吸振材については密度と弾性波伝搬速度の積（波
動インピーダンス）が、硬質材の密度と弾性波伝搬速度
の積と比べ小さい程よく、かつ大きな面荷重を受けるた
め、圧縮強度の強いものであればよく、例えばウレタン
フオームの他、ポリスチレンフオーム（発泡もしくは押
出し発泡）、ゴム等が好適である。

硬質材についてみると、上述の実施例は建築物について
説明したのでコンクリートを挙げたが、二〇制振構造を
例えば列車の客車等に応用する場合、基礎床部や硬質床
部等を形成する硬質材は鉄板等の金属板であってもよい
。

続いて本発明の制振構造の振動抑制について実験データ
と共に説明する。

まず第３図と共に吸振床部もしくは吸振壁部の制振理論
について説明する。

この理論は波動理論に基づき、硬質材（コンクリート）
で形成された一方の硬質部と他方の硬質部とで吸振材（
押し出し発泡ポリスチレン）で形成された吸振部を挟着
しだ制振構造を例に挙げる。

一方の硬質部に周波数ｒの振動を加えた場合、その入射
波と他方の硬質部へ伝搬される屈折波の振幅の比である
変位波動伝達率τは次式で求められる。

４α 但し、 αは、吸振部の密度ρ２と吸振部の弾性波伝搬速度■２
の積の硬質部の密度ρ、と硬質部の弾性波伝搬速度Ｖ、
の積に対する割合（波動インピーダンス比）であり、つ
まりα＝（ρ２Ｖ２）／（ρ１■１）である。

また、Ｈ（単位ｍ）は吸振部の厚さである。

この理論によるとｆ＝８Ｈｚと１６Ｈｚの場合、Ｈの変
化に対するτの変化は第３図のようになる。従って、吸
振部の厚さＨが厚くなると制振効果があり、また振動周
波数ｆによって制振効果の違いも判る。また、振動周波
数によって吸振部の厚さを選択すれば効率の良い制振効
果を期待できることが判る。

次に第４図及び第５図について説明する。

この両図は床上に繊機を設置して稼働させた際の当該床
面における当該織機に起因する床の振動を測定した結果
を示したものであり、両図とも横軸には５０秒間におけ
る１００個の波動の時間軸を示し、縦軸には振動レベル
ＶＬ　（単位ｄＢ）を示す。

なお、第４図は従来のコンクリート床（厚さ２５０ｍｍ
）の場合で、一方、第５図に示すのはコンクリートの基
礎床部及び硬質床部が厚さ２５０ｍｍ　、その間に挟着
された押し出し発泡ポリスチレンフオームの吸振床部の
厚さが１００ｍｍの制振構造の床である。

同じく、第６図及び第７図は、第４図及び第５図の条件
において時間りに対する床の振幅Ａを示したグラフであ
る。第６図は従来のコンクリート床、第７図は本発明に
係る制振構造の床について示しである。

第４図及び第５図、もしくは第６図及び第７図から明ら
かなように、織機による振動は制振構造の方の床表面に
おいては格段に抑制されている。

その結果、織機自体に対しては戻り振動の影響も抑制し
得ることが理解されよう。また、この吸振床部による振
動の吸収により、面的に伝搬される振動も抑制すること
が可能となるのである。

次に第８図と共に第２の実施例について説明する。

前述の実施例においては硬質材で形成された基礎床部又
は基礎壁部を設け、吸振床部又は吸振壁部と、硬質床部
又は硬質壁部とを交互に積層し、最上層又は最表層を硬
質床部又は硬質壁部としたが、必ずしもこのような組み
合わせにする必要はない。この実施例においては基礎床
部及び基礎壁部は設けず、床５０の方についてみると、
吸振床部５２を地盤５８の上に形成し、その上層に硬質
床部５６を形成し、さらにその上に吸振床部５４を形成
している。さらに制振効果を高めるためには、吸振床部
５４の上層側に硬質床部と吸振床部をさらに交互に積層
すればよい。床５０の最上層は必ずしも硬質床部でなく
てもよく、本実施例では吸振床部５４が最上層になって
いる。なお、図示しないが吸振床部５４の上面には化粧
板等のフロア材が貼設される。壁６０についても同様で
あり、吸振壁部６２の表層側（第８図において左側）へ
硬質壁部６６と吸振壁部６４が交互に形成されている。

壁６０についても最表層は吸振壁部６４でなくてもよい
。積層数も床６０同様に増すことができる。なお、壁６
０の内壁面と外壁面には前述の実施例同様、不図示の外
装材、内装材によって表面処理が施される。

第２の実施例においても、機械６８・・・が振動を発生
しても前実施例と同じ理論で振動の伝播が抑制される。

なお、第２の実施例における吸振床部５２．５４と吸振
壁部６２．６４を形成する吸振材、及び硬質床部５６と
硬質壁部６６を形成する硬質材は前実施例と同じ材料を
用いている。

上述の両実施例では吸振材として押し出し発泡ポリスチ
レンフオームを用いたが、吸振材は前述した各種発泡樹
脂材やゴム等を用いてもよい。また、吸振材の厚さは床
面に作用する面荷重や、吸収する振動数等に応じ適宜な
厚さとすればよい。

さらに、吸振材として発泡樹脂材を用いると、副次的な
効果として断熱効果も有り、冷暖房の消エネルギ化も可
能にし得る。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し７得るのは
もちろんである。

（発明の効果） 本発明に係る制振構造を用いると、発生した振動の他所
への伝影を抑制することができると共に、発生源へ自ら
の振動が戻ってしまう戻り振動も抑制することができる
。また、吸振材として安価なものを用いることができる
ので、広範囲に亘り本発明に係る制振構造を施してもコ
スト的には高くならない。従って、例えば工場等におい
てライン変更等によって機械の配置（レイアウト）の変
更を行う際にも、配置の自由度が上ると共に、従来のよ
うなベースの取り壊し、再設置という大掛かりな工事を
行う必要がない等、技術的、経済的にも著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制振構造の概略を示した断面図、
第２図はその床の要部を示した断面図、第３図は波動理
論に基づく吸振部の厚さと変位波動伝達率の計算結果を
示したグラフ、第４図は従来のコンクリート床における
振動レベルを示したグラフ、第５図は本発明に係る制振
構造の床における振動レベルを示したグラフ、第６図は
従来のコンクリート床における振幅を示したグラフ、第
７図は本発明に係る制振構造の床における振幅を示した
グラフ、第８図は第２の実施例を示した断面図である。 １０・・・床、　　１４・・・基礎床部、１６・・・機
械、　１８・・・吸振床部、２０・・・硬質床部、　２
６・・・壁、　２８・・・基礎壁部、　３０・・・吸振
壁部、　３２・・・硬質壁部、　３４・・・機械、　５
０・・・床、　５２．５４・・・吸振床部、　５６・・
・硬質床部、　６０・・・壁、　６２．６４・・・吸振
壁部、　６６・・・硬質壁部、　６８・・・機械。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウレタンフォーム等の吸振材で形成された１層以上
   の吸振床部と、 前記吸振材と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が大きい硬
   質材で形成された１層以上の硬質床部とを具備し、 前記吸振床部と硬質床部とは、最下層の吸振床部もしく
   は硬質床部の上層側へ交互に積層されたことを特徴とす
   る制振構造。 ２、前記吸振材は上に設置される機械等の重量負荷に対
   して十分な圧縮強度を有することを特徴とする請求項１
   記載の制振構造。 ３、ウレタンフォーム等の吸振材で形成された１層以上
   の吸振壁部と、 前記吸振材と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が大きい硬
   質材で形成された１層以上の硬質壁部とを具備し、 前記吸振壁部と硬質壁部とは、基準となる吸振壁部もし
   くは硬質壁部の表層側へ交互に積層されたことを特徴と
   する制振構造。 ４、硬質材で形成された基礎床部と、 前記硬質材と比較して密度と弾性波伝搬速度の積が小さ
   いウレタンフォーム等の吸振材で形成された１層以上の
   吸振床部と、 前記吸振材と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が大きい材
   料で形成された１層以上の硬質床部とを具備し、 前記吸振床部と硬質床部とは、前記基礎床部の上層側へ
   交互に積層され、最上層は硬質床部であることを特徴と
   する制振構造。 ５、前記吸振材は上に設置される機械等の重量負荷に対
   して十分な圧縮強度を有することを特徴とする請求項４
   記載の制振構造。 ６、硬質材で形成された基礎壁部と、 前記硬質材と比較して密度と弾性波伝搬速度の積が小さ
   いウレタンフォーム等の吸振材で形成された１層以上の
   吸振壁部と、 前記吸振材と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が大きい材
   料で形成された１層以上の硬質壁部とを具備し、 前記吸振壁部と硬質壁部とは、前記基礎壁部の表層側へ
   交互に積層され、最表層は硬質壁部であることを特徴と
   する制振構造。 ７、ウレタンフォーム等の吸振材で形成された吸振部と
   、前記吸振材と比べ密度と弾性波伝搬速度の積が大きい
   硬質材で形成された硬質部とを交互に積層することを特
   徴とする制振構造の施工方法。 ８、硬質材で基礎部を形成し、 該基礎部の表層側に、前記硬質材と比較して密度と弾性
   波伝搬速度の積が小さいウレタンフォーム等の吸振材で
   形成された１層以上の吸振部及び前記吸振材と比べ密度
   と弾性波伝搬速度の積が大きい材料で形成された１層以
   上の硬質部を交互に、かつ最表層は硬質部となるよう積
   層して形成することを特徴とする制振構造の施工方法。