(57)【要約】      （修正有）【課題】ダンパー無し動吸振器とダンパー付き動吸振器の２種類を、機器を支持する架台の所定位置に組み合わせて設置することにより、機器が発する振動を効率よく低減し、振動に対する架台の強度負担を大幅に軽減でき、その結果、前記架台の大幅な（５０％以上の）軽量化を実現することができる、経済性に優れた機器の防振支持構造を提供する。【解決手段】構造体１上に防振材２を介して設けた架台３に振動を発する機器４を搭載して成る機器４の防振支持構造において、前記架台３に、ダンパー無し動吸振器５とダンパー付き動吸振器６の２種類の動吸振器５、６が所定位置に組み合わせて設置されている。【選択図】図１
2005188595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体上に防振材を介して設けた架台に振動を発する機器を搭載して成る機器の防振支持構造において、
前記架台に、ダンパー無し動吸振器とダンパー付き動吸振器の２種類の動吸振器が所定位置に組み合わせて設置されていることを特徴とする、機器の防振支持構造。
【請求項２】
架台における、機械振動による振幅が大きい部位にダンパー無し動吸振器が設置され、共振による曲げ振動が大きい部位にダンパー付き動吸振器が設置されていることを特徴とする、請求項１に記載した機器の防振支持構造。
【請求項３】
ダンパー無し動吸振器は、架台の両端部を節とし当該両節間の中央を腹として振動する架台の前記両端部の節の部位に設置され、ダンパー付き動吸振器は、前記腹の部位に設置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した機器の防振支持構造。
【請求項４】
架台は、コンクリート製、又は鋼製であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した機器の防振支持構造。
【請求項５】
架台に設置されるダンパー無し動吸振器とダンパー付き動吸振器の総重量は、構造体が支持する機器及び架台などの総重量の２％〜５％程度であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した機器の防振支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリート基礎などの構造体上に防振材を介して設けた架台（防振架台）に振動を発する機器（特には、大型コージェネ発電機、空調機室外機などの大型設備機器又は大型生産機器を云う）を搭載して成る機器の防振支持構造の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
前記機器が発する振動を、構造体や外部に伝えない防振技術としては、機器を支持する構造体と当該機器との間に防振材を備えた架台（防振架台）を設けることにより、当該架台が前記機器を支持する防振支持構造が一般的である（例えば、特許文献１〜３参照）。また、振動の低減化を図るため、構造体に設置される動吸振器を使用した防振技術については、種々開示されて公知である（例えば特許文献４〜７参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された防振技術は、主に機器（空調機室外機）の取り付け作業をスムーズに行うことを目的としており、前記機器を支持する防振材を備えた架台（防振架台）のうち、防振材の構造に工夫を施している。
【０００４】
特許文献２に開示された防振技術は、主に機器（空調機室外機）の設置スペースの省スペース化を図ることを目的としており、前記機器を支持する防振材を備えた架台（防振架台）のうち、機器と架台との取り付け構造に工夫を施している。
【０００５】
特許文献３に開示された防振技術は、主に機器（輪転機）を支持する防振材を備えた架台（基礎コンクリート）の厚さ（高さ）を小さくすることを目的としており、当該架台の構造に工夫を施している。
【０００６】
特許文献４と５に開示された動吸振器を使用した防振技術は、効率よく振動を低減すると共に、低コストで動吸振器を製造することを目的としており、当該動吸振器の構造に工夫を施している。
【０００７】
特許文献６に開示された動吸振器を使用した防振技術は、低コストでコンパクト化して携帯性に優れた動吸振器を製造することを目的としており、当該動吸振器の構造に工夫を施している。
【０００８】
特許文献７に開示された動吸振器を使用した防振構造については、効率よく振動を低減することを目的としており、当該動吸振器の配置及び構造に工夫を施している。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１９３９４３号公報
【特許文献２】特開２０００−２６６３６７号公報
【特許文献３】特開２００３−５５９８８号公報
【特許文献４】特開平９−１１９４７７号公報
【特許文献５】特開２００２−１４７５２４号公報
【特許文献６】特開平１１−２８７２８５号公報
【特許文献７】特開昭６２−１７０６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記特許文献１〜３に開示された防振技術を実施する場合、機器が発する振動を有効に低減するためには、当該機器を支持する架台は、その重量を、構造設計上少なくとも前記機器の１．０倍〜１０．０倍程度以上とする必要があった。
【００１１】
よって、数百トンクラスの機器で実施する場合、少なくとも数百トンの重量を有する架台を製作して実施しなければならず、不経済であった。また、これに伴い、構造設計上、前記機器及び架台（防振架台）を支持する前記構造体に大掛かりな補強工事を実施しなければならないので、不経済に過ぎるという問題もあった。
【００１２】
したがって、近年、前記問題点を抜本的に解決するべく、前記機器を支持する架台の大幅な軽量化を図ることにより、これらを支持する構造体に大掛かりな補強工事を実施する必要のない防振支持構造を実現することが求められはじめている。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１と２に開示された防振技術は、目的が明らかに相違するが故に前記架台の軽量化を図ることはできない。また、上記特許文献３に開示された防振技術は、同特許文献３の図１と図４とを対比すれば明らかなように、前記架台の厚さを小さくすることはできるが、その分、幅を大きくとらざるをえず、全体として架台の軽量化を図ることはできない。
【００１４】
また、上記特許文献４〜６に開示された防振技術は、振動の低減化を図る動吸振器が開示されてはいるが、当該動吸振器自体の性能の向上又はコンパクト化を目的としており、機器を支持する架台の軽量化を図ることはできない。
【００１５】
さらに、上記特許文献７に開示された防振技術は、前記動吸振器の設置位置に工夫を施して、構造体に伝わる振動を効率よく低減してはいるが、機器を支持する架台の軽量化を図るまでには至っていない。
【００１６】
本発明の目的は、ダンパー無し動吸振器とダンパー付き動吸振器の２種類を、機器を支持する架台の所定位置に組み合わせて設置することにより、機器が発する振動を効率よく低減し、振動に対する架台の強度負担を大幅に軽減でき、その結果、前記架台の大幅な（５０％以上の）軽量化を実現することができる、経済性に優れた機器の防振支持構造を提供することにある。また、前記架台の大幅な軽量化を実現することにより、当該機器及び架台を支持する構造体に大掛かりな補強工事を実施する必要のない、経済的に大変優れた機器の防振支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る機器の防振支持構造は、構造体１上に防振材２を介して設けた架台３に振動を発する機器４を搭載して成る機器４の防振支持構造において、前記架台３に、ダンパー無し動吸振器５とダンパー付き動吸振器６の２種類の動吸振器５、６が所定位置に組み合わせて設置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した機器の防振支持構造において、架台３における、機械振動による振幅が大きい部位にダンパー無し動吸振器５が設置され、共振による曲げ振動が大きい部位にダンパー付き動吸振器６が設置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した機器の防振支持構造において、ダンパー無し動吸振器５は、架台３の両端部を節とし当該両節間の中央を腹として振動する架台３の前記両端部の節の部位に設置され、ダンパー付き動吸振器６は、前記腹の部位に設置されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した機器の防振支持構造において、架台３は、コンクリート製、又は鋼製であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した機器の防振支持構造において、架台３に設置されるダンパー無し動吸振器５及びダンパー付き動吸振器６の総重量は、構造体１が支持する機器４及び架台３などの総重量の２％〜５％程度であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る機器４の防振支持構造によれば、ダンパー無し動吸振器５とダンパー付き動吸振器６の２種類を、機器４を支持する架台３の所定位置に組み合わせて設置することにより、機器４が発する振動を効率よく低減し、振動に対する架台３の強度負担を大幅に軽減できる。その結果、前記架台３の大幅な（５０％以上の）軽量化を実現することができるので、経済性に優れている。
【００２３】
また、前記架台３の大幅な軽量化を実現することにより、当該機器４及び架台３を支持する構造体１に大掛かりな補強工事を実施する必要がなく、経済的に大変優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
請求項１〜５に記載した機器４の防振支持構造は、例えば数百トンクラスの機器４が発する振動を効率よく低減し、振動に対する架台３の強度負担を大幅に軽減できる結果、前記架台３の大幅な軽量化を図るために、以下のように実施される。
【００２５】
図１Ａ、Ｂは、請求項１に係る機器の防振支持構造の構成概要を示している。
この機器の防振支持構造は、構造体１の上に、防振材２を介して設けた架台３に振動を発する機器４を搭載して成り、前記架台３に、ダンパー無し動吸振器５とダンパー付き動吸振器６の２種類の動吸振器５、６が所定位置に組み合わせて設置されていることを特徴としている（請求項１記載の発明）。具体的には、前記架台３における、機械振動による振幅が大きい部位にダンパー無し動吸振器５が設置され、共振による曲げ振動が大きい部位にダンパー付き動吸振器６が設置されている（請求項２記載の発明）。
【００２６】
前記構造体１は、前記機器４などを十分に支持可能なコンクリート基礎又はコンクリート床スラブなどの構造物であればよく、特に限定されない。前記防振材２は、図示例では多数の防振ゴム２で実施しているが、空気バネや金属スプリングでもほぼ同様に実施できる。図示した架台３は、前記機器４を十分に搭載可能な設置面積を有する、高さが３０ｃｍ程度の直方体形状の鋼製で実施しているが、コンクリート製でもほぼ同様に実施できる（請求項４記載の発明）。前記機器４として、図示例では大型のコージェネレーションシステムを構成するエンジン４ａと発電機４ｂ（所謂大型コージェネ発電機）で実施しているが、これに限定されない。振動発生源となる機器であればほぼ同様に実施できる。
【００２７】
前記ダンパー無し動吸振器５は、図２に示したように、主にマス（質量体）７と弾性体８とで構成されている。前記マス７は、調整用マス７ａと主マス７ｂとから成る。
本実施例において前記主マス７ｂの質量は２５０ｋｇで実施されている。前記弾性体８は、コイルスプリングで実施されているが、板バネなどでもほぼ同様に実施できる。ちなみに、図２中の符号１０は支持脚であり、符号１６は前記連結部材１４と一体化されて前記外周フレーム１２の下面に取り付けるためのプレートであり、符号１７は前記プレート１６を外周フレーム１２に固定するためのボルトを示している。
【００２８】
前記構成のダンパー無し動吸振器５は、図１Ａ、Ｂに示したように、機械振動による振幅が大きい部位、即ち前記架台３の長辺方向の両端部を節とし当該両節間の中央を腹として振動する架台３の前記両端部の節の部位に（請求項３記載の発明）、前記架台３の固有振動数とほぼ同一の固有振動数を有するものとして、前記機器４と接触しない配置でバランスよく、左右に２個ずつ計４個設置して実施している。
【００２９】
前記４個のダンパー無し動吸振器５は、それぞれのマス７がほぼ同一の振動数で、且つ同位相で振動することによって１個の動吸振器として機能するように構成されている。また、前記マス７の質量の総和は、前記機器４の加振力を効率よく吸収して抑制するのに必要十分な所定の大きさ設定されていると共に、各マス７は同一質量に設定されている。なお、前記ダンパー無し動吸振器５の設置個数は４個に限定されない。前記機器４の加振力を吸振して抑制するのに必要十分な所定の値に応じて適宜設計変更可能である。
【００３０】
一方、前記ダンパー付き動吸振器６は、図２と図３に示したように、主にダンパー９とマス（質量体）７と弾性体８とで構成されている。このダンパー付き動吸振器６は、前記ダンパー無し動吸振器５と比して、ダンパー９の有無のみが相違する構成である。よって、当該ダンパー９以外のマス７や弾性体８などの構成要素は上述の通りであり、説明は割愛する。
【００３１】
上記ダンパー９には、図示例の場合は粘性体ダンパー９を使用している。矩形状の外周フレーム１２の中央部の直下位置に連結部材１４を介して設けられた２枚の抵抗板１３、１３が、ベース１１上の容器１８に充填されたシリコンなどの粘性体１５中に没入されており、前記マス７による鉛直方向又は水平方向の振動に伴い前記抵抗板１３、１３が前記粘性体１５中を移動し、当該移動する際に粘性抵抗が生じることによって減衰力が発生する構成とされている。また、前記２枚の抵抗板１３、１３は、図３Ｂに示したように、その円形孔１３ａ、１３ａを相互にずらすことで前記粘性体１５の流れ得る有効面積を調整し、ダンパー９の粘性抵抗を可変可能に構成されている。なお、前記ダンパー９は粘性体ダンパー９に限定されない。弾塑性ダンパー、オイルダンパー或いは摩擦ダンパーで実施することもできる。
【００３２】
上記構成のダンパー付き動吸振器６は、共振による曲げ振動が大きい部位、即ち上記架台３の長辺方向の両端部を節とし、当該両節間の中央を腹として振動する架台３の前記腹の部位に（請求項３記載の発明）、同架台３の固有振動数とほぼ同一の固有振動数を有するものとして、前記機器４と接触しない配置でバランスよく２個設置して実施している。
【００３３】
前記２個のダンパー付き動吸振器６は、前記ダンパー無し動吸振器５と同様に、それぞれのマス７がほぼ同一の振動数且つ同位相で振動することによって１個の動吸振器として機能するように構成されている。また、前記マス７の質量の総和は、過度的な共振を効率よく低減するのに必要十分な所定の大きさに設定されていると共に、各マス７は同一質量に設定されている。さらに、このダンパー付き動吸振器６における減衰係数と臨界減衰係数の比である減衰比は、前記架台３の最適減衰になるように設定されている。なお、前記ダンパー付き動吸振器６の設置個数は２個に限定されない。過度的な共振を低減するのに必要十分な値に応じて適宜設計変更可能である。ちなみに、架台３に設置される４個のダンパー無し動吸振器５と２個のダンパー付き動吸振器６の総重量は、構造体１が支持する機器４及び架台３などの総重量の２％〜５％程度が構造設計上好ましい（請求項５記載の発明）。
【００３４】
図４は、上記構成の機器４の防振支持構造に係る作用効果を示した特性図である。横軸は、機器４の回転振動数を表している。縦軸は、機器４及び架台３の応答振幅を表している。図４中の細い実線（符号ａ）は、従来技術、即ち前記ダンパー無し動吸振器５及びダンパー付き動吸振器６を設けなかった場合の架台３の応答振幅特性を表している。波線（符号ｂ）は、前記架台３にダンパー無し動吸振器５のみを設置した場合の応答振動特性を表している。そして、太い実線（符号ｃ）は、本願発明、即ち前記架台３にダンパー無し動吸振器５及びダンパー付き動吸振器６の２種類を設置した場合の応答振動特性を表している。
【００３５】
図４に示した通り、上記機器４が定常運転されている場合（細い実線ａ）に、上記架台３に上記ダンパー無し動吸振器５を設けると、その応答振幅は、振動モードにおいて自由度が１つ増加するため、固有振動数も２つになり、共振点も２つになる（波線ｂ）。機器４の振動数（加振源の振動数）が前記振動モードの固有振動数と一致したとき、前記架台３は共振しようとする。一方、ダンパー無し動吸振器５の固有振動数は前記振動モードの固有振動数にほぼ同調され、前記ダンパー無し動吸振器５が前記架台３に代わって振動するので、当該架台３の振動は抑制され、前記応答振幅も抑制される。つまり、前記ダンパー無し動吸振器５は、前記機器４の振動数と当該ダンパー無し動吸振器５の固有振動数とがほぼ一致したときに、機器４の加振力をほぼ吸収することができると共に、前記架台３の振動を抑制する。
【００３６】
しかしながら、前記ダンパー無し動吸振器５のみを設置した場合、機器４が起動又は停止する非定常運転の際には、機器４の回転振動数が変動（上昇・下降）するため、図４中の記号▽で示した過度的な共振によって機器４が損傷することが危惧される。この過度的な共振を低減する役割を果たすのがダンパー付き動吸振器６である。前記架台３にダンパー無し動吸振器５を設置することに加えて、ダンパー付き動吸振器６を設置して実施すると、前記粘性体ダンパー９により振動モードの振動の振動エネルギーが消費される。よって、振動モードの振動が、波線ｂに示した２つの共振点の山を、太い実線ｃに示したように、飛躍的に低減することができ、起動時及び停止時の過度的な非定常運転の共振を低減することができるのである。
【００３７】
このように、上記構成の機器４の防振支持構造によれば、ダンパー無し動吸振器５とダンパー付き動吸振器６の２種類を、機器４を支持する架台３の所定の位置に組み合わせて設置することにより、前記ダンパー無し動吸振器５は、機器４の定常運転時に発生する振動を効果的に低減し、前記ダンパー付き動吸振器６は、機器４の起動時及び停止時の過度的な非定常運転の共振を効果的に低減するので、機器４が発する振動を全体として効率よく低減して、振動に対する架台３の強度負担を大幅に低減できる。
【００３８】
その結果、前記架台３の大幅な（５０％以上の）軽量化を実現できるので、経済性に優れ、特に、大型機器を防振支持する場合の経済的効果は顕著である。また、前記架台３の大幅な軽量化を実現することにより、前記機器４及び架台３を支持する構造体１に大掛かりな補強工事を実施する必要がないので、経済的に大変優れている。
【００３９】
以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。例えば、前記架台３におけるダンパー無し動吸振器５とダンパー付き動吸振器６の設置位置は、図１Ｂに示したように、ビリヤード台のポケットに相当する部位に設置して実施しているがこれに限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】Ａは、本発明に係る機器の防振支持構造の構成概要を示した立面図であり、Ｂは、同平面図である。
【図２】Ａは、動吸振器の構成概要を示した平面図であり、Ｂは、同縦断面図である。
【図３】Ａは、ダンパー付き動吸振器のダンパーを示した縦断面図であり、Ｂは、同横断面図である、
【図４】横軸に機器の回転振動数を表し、縦軸に機器及び架台の応答振幅を表した共振曲線の特性図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      構造体
２      防振材
３      架台
４      機器
５      ダンパー無し動吸振器
６      ダンパー付き動吸振器
７      マス
８      弾性体
９      粘性体ダンパー
１０      支持脚
１１      ベース
１２      外周フレーム
１３      抵抗板
１４      連結部材
１５      粘性体
１６      プレート
１７      ボルト
１８      容器
【図１】
2005188595.tif 000003
【図２】
2005188595.tif 000004
【図３】
2005188595.tif 000005
【図４】
2005188595.tif 000006