JP2013164121A - 防振吊り減震構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな移動可能空間を必要とせず、入力された振動エネルギーを小スペース内で効率良く吸収でき、設備機器を安定に天吊り支持して保護すること。
【解決手段】設備機器Ｗを天吊り支持する構造体であって、天井躯体Ｆに設けられた固定具２に対して上端部が螺着された複数の吊りボルト３と、複数の吊りボルトの下端部にそれぞれ設けられ、設備機器に固定された連結片４に対して連結された連結具５と、を備え、吊りボルト及び連結具のうちの少なくともいずれか一方には、入力された振動の振動エネルギーを消費して、吊りボルト及び連結具に作用する振動負荷を低減させる振動低減部材１５を備えている防振吊り減震構造体１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、設備機器を天吊り支持する防振吊り減震構造体に関するものである。

マンションやビル等の建築物内には各種の設備機器が設置されており、その用途や設置状況等に応じて、天井から吊下げた状態で支持される設備機器が数多く存在する。例えば、空調機器の室内ユニット、照明機器、空調ダクトや配管等が挙げられる。この場合、図２７及び図２８に示すように、設備機器Ｗは天吊り構造体１００によって天吊り支持される場合が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

この天吊り構造体１００は、天井構造物１０１に取付けられたインサート１０２に対して上端部が螺着され、且つ下端部が設備機器Ｗに固定された連結金具１０３に対して連結された複数の吊りボルト１０４を具備している。このように構成された天吊り構造体１００によって、設備機器Ｗは安定した天吊り支持がなされている。

ところで、地震は、地球の誕生後、およそ４６億年に亘って該地球の内部構造の活動に関連して発生する不可避な自然現象である。そして、自然を制圧し克服するという西洋科学技術思想の下で様々な地震対策が従来からなされてきた。
例えば、その１つとして耐震構造が知られている。これは、強度をもって地震に対抗することを目的としたものであり、例えば上記した天吊り構造体１００そのものの強度（剛性）を向上させて、保護対象物である設備機器Ｗを地震の振動から守る構造方式である。

また、従来における他の地震対策として免震構造が知られている。これは、地震の影響を限りなく零にすることを目的としたものであり、保護対象物を鉛直方向に支持しつつ、且つ水平方向に柔軟に変位可能なアイソレータやスライドレール等の免震機構を設置し、該免震機構がゆっくり移動することにより地震の振動が保護対象物に伝わらないようにするものである。

特開平７−１６６７１１号公報

ところで、従来の天吊り構造体１００は、上述したように耐震構造の方式を採用しているが、想定される地震の規模に応じて、過大な変形（移動距離）抑制と衝撃力の緩和という観点に欠けていたため、過大な加速度が設備機器Ｗに作用した際に該設備機器Ｗを保護するという点においては十分なものではなかった。

具体的には、図２８に示すように、地震が発生することで設備機器Ｗに対して加速度による力Ｆが作用した場合には、その影響によって吊りボルト１０４に曲げ変形が生じる。このとき、大きな地震であると過大な加速度が作用するので、吊りボルト１０４の曲げ変形も増大し、図２９に示すように、例えばインサート１０２との結合部分である吊りボルト１０４の上端部側に大きな曲げモーメントが発生し易かった。そのため、吊りボルト１０４に破断や変形等が生じ、設備機器Ｗを保護することが難しかった。なお、図中のＭ図は、吊りボルト１０４に作用する曲げモーメントの応力図である。

また、吊りボルト１０４の曲げ変形に伴って、図３０に示すように、連結金具１０３の変形（こじれ等）や、連結金具１０３と吊りボルト１０４との間の緩み等も発生する場合があり、この点においても設備機器Ｗを保護することが難しかった。

一方、吊りボルト１０４を長くした場合には、免震構造としての働きを期待することができるが、大きな地震に対応するためには、吊り長さの確保に加え、設備機器Ｗを変位移動可能とさせる空間を大きく確保しておく必要がある。しかしながら、天井内の限られた空間内に、例えば複数の設備機器Ｗを天吊り支持する場合には、吊り長さ及び上記空間を十分に確保することが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、大きな移動可能空間を必要とせず、入力された振動エネルギーを小スペース内で効率良く吸収でき、設備機器を安定に天吊り支持して保護することができる防振吊り減震構造体を提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
（１）本発明に係る防振吊り減震構造体は、設備機器を天吊り支持する構造体であって、天井躯体に設けられた固定具に対して上端部が螺着された複数の吊りボルトと、複数の前記吊りボルトの下端部にそれぞれ設けられ、前記設備機器に固定された連結片に対して連結された連結具と、を備え、前記吊りボルト及び前記連結具のうちの少なくともいずれか一方には、入力された振動の振動エネルギーを消費して、吊りボルト及び連結具に作用する振動負荷を低減させる振動低減部材を備えていることを特徴とする。

本発明に係る防振吊り減震構造体によれば、地震発生等によって設備機器に対して外部から振動が入力されると、該振動は防振吊り減震構造体の全体に伝わりはじめるが、吊りボルト及び連結具のうちの少なくともいずれか一方に設けられた振動低減部材がその振動の振動エネルギーを例えば減衰、吸収によって消費する。これにより、振動の総エネルギー量のうち吊りボルト及び連結具に作用する振動エネルギー量を消費した分だけ低減でき、吊りボルト及び連結具への振動負荷を低減させることができる。つまり、減震させることができる。
その結果、破断や変形等の発生を抑制することができ、設備機器を安定に天吊り支持して保護することができる。

また、吊りボルト及び連結具のうちの少なくともいずれか一方に設けた振動低減部材を利用するので、例えば吊りボルトを長くする等の対策により設備機器を大きく移動させることで振動を吸収させるといった従来の免震構造方式を採用する必要もない。従って、大きな移動可能空間を必要とせずに、上記した作用効果を奏効することができる。

（２）上記本発明に係る防振吊り減震構造体において、前記振動低減部材は、前記吊りボルトに設けられ、該吊りボルトに蓄積される前記振動エネルギーを消費することが好ましい。

この場合には、吊りボルトに生じる変形や破断等を効果的に抑制することができ、設備機器を過度に揺らすことなく安定に支持することができる。

（３）上記本発明に係る防振吊り減震構造体において、前記振動低減部材は、前記連結具に設けられ、前記連結片と前記吊りボルトとの連結部分に蓄積される前記振動エネルギーを消費することが好ましい。

この場合には、連結片と吊りボルトとの間の緩みや連結具の緩み、連結片や連結具自体に生じる変形や破断等を効果的に抑制することができ、やはり設備機器を過度に揺らすことなく安定に支持することができる。

（４）上記本発明に係る防振吊り減震構造体において、前記吊りボルトには、該吊りボルトのボルト軸回り、及びボルト軸の径方向に可動可能な関節型継手が設けられ、前記振動低減部材は、前記関節型継手に設けられ、該関節型継手及び前記吊りボルトに蓄積される前記振動エネルギーを消費することが好ましい。

この場合には、関節型継手によって振動を吸収しながら、さらに振動低減部材によって振動エネルギーを消費できるので、吊りボルトに生じる変形や破断等をより効果的に抑制することができ、設備機器を過度に揺らすことなく安定に支持することができる。
特に、関節型継手は、ボルト軸回り及びボルト軸の径方向に可動可能であるので、設備機器が水平面内においてどの方向に振動によって移動したとしても、その動きに複数の吊りボルトを各別に追従させることが可能である。従って、この点においても、設備機器を安定に天吊り支持することができる。

（５）上記本発明に係る防振吊り減震構造体において、前記振動低減部材は、前記吊りボルトに対して連結された固定部材と、該固定部材と前記設備機器との間に配設され、前記吊りボルトのボルト軸の径方向に移動可能とされた状態で該吊りボルトに連結された可動部材と、前記固定部材と前記可動部材との間に設けられ、該可動部材を前記設備機器側に付勢する付勢部材と、を備え、前記可動部材は、前記吊りボルトに対して前記設備機器が前記径方向に沿って接近移動した際に、該移動に伴って移動させられることが好ましい。

この場合には、振動によって設備機器がボルト軸の径方向に移動して吊りボルトに対して接近すると、可動部材がそれに伴って移動する。この際、可動部材は付勢部材によって設備機器側に付勢されているので、その付勢力によって元の位置に復帰するように径方向の逆方向に移動させられ、設備機器を吊りボルトから離間させるように押し返すことができる。これにより、振動エネルギーを吸収によって消費することができ、設備機器の振動を効果的に抑制して安定的に天吊り支持することができる。
また、例えば大きな地震が発生したとしても、設備機器と吊りボルトとが接触し難いので、接触による変形等が吊りボルトに発生することを効果的に防止し易い。

本発明に係る防振吊り減震構造体によれば、大きな移動可能空間を必要とせず、入力された振動エネルギーを小スペース内で効率良く吸収でき、設備機器を安定に天吊り支持して保護することができる。

本発明に係る防振吊り減震構造体の第１実施形態を示す全体斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２に示す吊りボルトの上端部付近の拡大断面図である。 第１実施形態における長ナットの変形例を示す図であって、吊りボルトに装着された長ナットの側面図である。 図４に示す長ナットの装着前状態における側面図である。 図５に示す長ナットの上面図である。 図６に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 第１実施形態における長ナットの別の変形例を示す図であって、吊りボルトに装着された長ナットの断面図である。 図８に示す長ナットの変形例を示す図である。 第１実施形態の変形例を示す図であって、長ナットに変えてコの字状の金物を採用した場合の断面図である。 第１実施形態の変形例を示す図であって、長ナットに変えて減衰管を採用した場合の断面図である。 本発明に係る防振吊り減震構造体の第２実施形態を示す全体斜視図である。 図１２に示す関節型継手の側面図である。 図１３に示す関節型継手の縦断面図である。 本発明に係る防振吊り減震構造体の第３実施形態を示す全体斜視図である。 図１５に示す吊りボルトの下端部付近の拡大断面図である。 第３実施形態の変形例を示す図であって、連結ユニットが取付けられた吊りボルトを連結片に装着する前の状態を示す断面図である。 図１７に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１７に示す状態から、連結ユニットを利用して吊りボルトを連結片に装着した状態を示す断面図である。 図１９に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 本発明に係る防振吊り減震構造体の第４実施形態を示す全体斜視図である。 図２１に示す吊りボルトの下端部付近の拡大断面図である。 図２２に示す振動低減部材の拡大図である。 図２３に示す振動低減部材の上面図である。 図２４に示すＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図２２に示す振動低減部材における可動部材の上面図である。 従来の防振吊り減震構造体の一例を示す全体斜視図である。 図２７に示す防振吊り減震構造体の側面図である。 図２７に示す状態から設備機器に外力が作用し、吊りボルトが曲げ変形した場合の簡略図である。 図２８に示す状態から設備機器に外力が作用し、吊りボルトが曲げ変形した場合の状態を示す図である。

以下、本発明に係る防振吊り減震構造体の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、本実施形態の防振吊り減震構造体１は、設備機器Ｗを天吊り支持（懸垂支持）するユニットであって、天井躯体Ｆ（例えば、天井コンクリート構造物）に埋設されたインサート（固定具）２に対して上端部が螺着された４本の吊りボルト３と、これら４本の吊りボルト３の下端部にそれぞれ設けられ、設備機器Ｗに固定された連結片４に対して連結された連結具５と、を備えている。

なお、本実施形態では、吊りボルト３は天井躯体Ｆから鉛直方向に垂下されている。そして、各吊りボルト３の中心を貫く軸をボルト軸Ｏといい、このボルト軸Ｏに沿って連結片４側から天井躯体Ｆ側に向かう方向を上側、その逆向きを下側という。また、ボルト軸Ｏに直交する方向を径方向という。更に、径方向のうち、設備機器Ｗを間に挟んで吊りボルト３が並ぶ方向を左右方向Ｌ１といい、径方向のうち、左右方向Ｌ１に直交する方向を前後方向Ｌ２とする。
また、上記設備機器Ｗとしては、特に限定されるものではないが、例えば空調機器の室内ユニット等が挙げられる。

上記吊りボルト３は、所定の直径及び長さを有するボルトであり、上記したようにその上端部がインサート２に螺着されることで天井躯体Ｆから垂下されている。この際、各吊りボルト３は、左右方向Ｌ１及び前後方向Ｌ２にそれぞれ間隔を開けて配置されている。また、各吊りボルト３の下端部は、後述する連結片４の連結孔６内に挿入されている。

連結片４は、例えば設備機器Ｗの四隅に固定された側面視Ｚ形状の板片であり、設備機器Ｗの側面から左右方向Ｌ１の外側に向けて突出したフランジ部４ａに連結孔６が形成されている。そして、この連結孔６内に挿入された吊りボルト３は、フランジ部４ａの上面側及び下面側にそれぞれ配設された平板ワッシャ１０及びナット１１によって該フランジ部４ａに対して確実に連結されている。
これにより、設備機器Ｗは４本の吊りボルト３によって天吊り支持されている。なお、設備機器Ｗの下面は、図示しない天井内装パネルに対して面一とされている。また、上記した平板ワッシャ１０及びナット１１は、上記連結具５として機能する。

ところで、本実施形態の防振吊り減震構造体１では、入力された振動の振動エネルギーを消費して、吊りボルト３に作用する振動負荷を低減させる振動低減部材が吊りボルト３に設けられている。
具体的には、図１〜３に示すように、吊りボルト３の上端部側に長ナット（振動低減部材）１５が装着されており、インサート２に対して締め付けられている。
この長ナット１５は、天井躯体Ｆとフランジ部４ａとの間における、吊りボルト３の実質的な有効長をＨからＨ１に減少させる（図２参照）ための部材であり、ナット本体１６と、該ナット本体１６に一体的に固定された減衰部１７と、を備えている。

ナット本体１６は、外形が断面視多角形状に形成されており、内周面に形成されたねじ溝によって吊りボルト３に螺着されている。このナット本体１６の内側には、上下方向略中間部から下端部に向かって漸次拡径する切欠き部１６ａが形成されており、肉抜きされている。より詳細には、この切欠き部１６ａは、吊りボルト３が上端部（インサート２との結合部分）を中心として径方向に曲げ変形した場合における変形曲線に沿って切り欠かれている。

そして、減衰部１７は、上記切欠き部１６ａ内に圧入されることでナット本体１６の内側に固着されている。この減衰部１７は、弾性と減衰とを合わせ持つ材料、例えば硬度６０度以上で且つｔａｎδが０．５以上となる材料によって筒状に形成された高減衰部材であり、その内周面は吊りボルト３を径方向の外側から囲繞している。

このように構成された防振吊り減震構造体１によれば、地震発生等によって設備機器Ｗに外部から振動が入力されると、該振動は防振吊り減震構造体１の全体に伝わり、吊りボルト３が曲げ変形しはじめるが、該吊りボルト３を囲んでいる長ナット１５の減衰部１７によって吊りボルト３の振動を減衰させることができ、その振動の振動エネルギーを消費することができる。これにより、振動の総エネルギー量のうち、吊りボルト３に蓄積される振動エネルギー量を上記消費した分だけ低減できる。そのため、吊りボルト３に作用する振動負荷を低減させることができる。つまり、振動を減震させることができる。
その結果、吊りボルト３に生じる曲げ変形や破断等を効果的に抑制でき、設備機器Ｗを過度に揺らすことなく安定に天吊り支持して保護することができる。

しかも、長ナット１５によって、吊りボルト３の実質的な有効長をＨ１に短くすることができるので、上端部に作用する曲げモーメント応力を低減することができる。この点においても、吊りボルト３の曲げ変形を抑制することができる。また、長ナット１５による締め付けによって、インサート２に対する吊りボルト３の緩み防止対策もなされている。
加えて、長ナット１５を利用しているので、例えば吊りボルト３を長くする等の対策により設備機器Ｗを大きく移動させることで振動を吸収させるといった従来の免震構造方式を採用する必要もない。従って、大きな移動可能空間を必要とせずに、上記した作用効果を奏効することができる。

このように、本実施形態に係る防振吊り減震構造体１によれば、大きな移動可能空間を必要とせずに、入力された振動エネルギーを小スペース内で効率良く吸収でき、設備機器Ｗを安定に天吊り支持して保護することができる。

（第１実施形態の変形例）
なお、上記第１実施形態において、長ナット１５吊りボルト３に対してワンタッチで取付けることができるように構成することも可能である。
この場合の長ナットについて詳細に説明する。

図４〜図７に示すように、この場合の長ナット２０は、ナット本体１６が径方向に分離可能に２つに分割された第１ナット部材２１及び第２ナット部材２２を備えている。これら第１ナット部材２１及び第２ナット部材２２は、回動軸２３を介して互いに回動可能に連結されており、回動操作によって組み合わせ及びその分離が可能とされる。そして、第１ナット部材２１と第２ナット部材２２とを組み合わせることで、吊りボルト３を径方向の外側から囲繞し、両ナット部材２１、２２のねじ溝を吊りボルト３に螺着させることが可能となる。

また、第１ナット部材２１には、ボルト軸Ｏを挟んで上記回動軸２３とは径方向の反対側に位置する部分に第１連結筒２１ａが取付けられている。また、第２ナット部材２２には、第１連結筒２１ａを上下から挟み込むように第２連結筒２２ａが上下方向に間隔を開けて一対設けられている。つまり、両ナット部材２１、２２を組み合わせた際、第１連結筒２１ａと第２連結筒２２ａとは上下方向に沿って一列に配置される。

そして、第１ナット部材２１には、これら第１連結筒２１ａ内及び第２連結筒２２ａ内に挿通される連結ピン２４が線材２５を介して取付けられている。これにより、両ナット部材２１、２２の組み合わせを固定することが可能とされている。
なお、上記線材２５としては、ワイヤや伸縮自在な弾性紐でも良いし、コイルバネ等でも構わない。また、減衰部１７は、ナット本体１６の分割に伴って同様に２つに分割され、第１ナット部材２１及び第２ナット部材２２にそれぞれ設けられている。

このように構成された長ナット２０の場合には、吊りボルト３の上端部をインサート２に螺着させた後からの段階であっても、容易に取付けることが可能となる。
即ち、第１ナット部材２１及び第２ナット部材２２が分離した長ナット２０を吊りボルト３の上端部に位置させた後、回動軸２３回りに両ナット部材２１、２２を回動させて組み合わせる。そして、第１連結筒２１ａ内及び第２連結筒２２ａ内に連結ピン２４を挿通させて、両ナット部材２１、２２を固定する。

これにより、図４に示すように、長ナット２０をワンタッチで吊りボルト３に対して取り付けることができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏効することができる。特に、防振吊り減震構造体１を設置するにあたって、吊りボルト３に対して事前に長ナット２０を取付けておく必要がないので、設置作業がより簡便となる。

（第１実施形態の変形例）
また、上記第１実施形態において、図８に示すように長ナット３０を構成しても構わない。
この場合の長ナット３０は、円筒状に形成された減衰部３１と、該減衰部３１の上端部及び下端部にそれぞれ一体的に固着されたリング状のワッシャ部材３２と、を備えている。減衰部３１は、第１実施形態における減衰部１７と同様の材料から形成されている。ワッシャ部材３２は、内周面が例えばタップ切り等によって吊りボルト３に螺着可能なねじ溝とされている。これにより、長ナット３０は、２つのワッシャ部材３２のねじ溝によって吊りボルト３に取付けられていると共に、インサート２に対して締め付けられている。
このように構成された長ナット３０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏効することができる。

なお、上記長ナット３０の場合において、図９に示すように、減衰部３１の上端部側にのみワッシャ部材３２を設けると共に、減衰部３１を下方に向かうにしたがって漸次縮径する外形円錐状に形成しても構わない。
こうすることで、吊りボルト３が上端部を起点として曲げ変形した際、その変形に減衰部３１が追従し易くなるので、減衰性能をより向上させることができる。加えて、吊りボルト３の上端部に曲げ応力が集中し難くなる。従って、振動エネルギーをより効率良く消費することができ、設備機器Ｗをより安定して天吊り支持することができる。

（第１実施形態の変形例）
また、上記第１実施形態では、振動低減部材の一例として長ナットを例に挙げて説明したが、長ナットに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、側面視コの字状の金物４０を振動低減部材として採用し、吊りボルト３の上端部側に取付けても構わない。

この金物４０は、上下方向に向かい合う上部片４０ａ及び下部片４０ｂと、上下方向に延在して上部片４０ａ及び下部片４０ｂを連設する連設片４０ｃと、で側面視コの字状に形成されている。上部片４０ａ及び下部片４０ｂには、吊りボルト３を挿通させる挿通孔４１がそれぞれ形成されている。そして、この金物４０は、吊りボルト３に螺着されたナット４２によって、上部片４０ａがインサート２に押し付けられた状態で天井躯体Ｆとの間で固定されている。

このように構成された金物４０を利用した場合には、吊りボルト３が上端部を起点として曲げ変形した際、吊りボルト３に作用するモーメントの応力図（図中のＭ図）が下部片４０ｂを境にして変化する。これにより、第１実施形態と同様に吊りボルト３の実質的な有効長をＨ１に短くすることができ、上端部に作用する曲げモーメント応力を低減できる。従って、吊りボルト３の曲げ変形を抑制することができ、やはり設備機器Ｗを安定的に天吊り支持することができる。
なお、金物４０の材料としては、振動エネルギーをより吸収し易い低降伏点鋼材を用いることが好ましい。

（第１実施形態の変形例）
更に、振動低減部材として、図１１に示すように減衰管４５を採用しても構わない。この減衰管４５は、連結片４と天井躯体Ｆとの間に亘って吊りボルト３を径方向の外側から囲繞して被覆する円筒体であって、弾性と減衰とを合わせ持つ材料、例えば硬度６０〜７０度で且つｔａｎδが０．５以上となる材料によって形成された高減衰部材とされている。

このように構成された減衰管４５を採用した場合には、吊りボルト３の曲げ変形の緩和及び吊りボルト３に蓄積される振動エネルギーを減衰させることができる。これにより、吊りボルト３の曲げ変形を抑制することができ、やはり設備機器Ｗを安定的に天吊り支持することができる。特に、減衰管４５が吊りボルト３を連結片４と天井躯体Ｆとの間に亘って長尺に被覆するので、上記作用効果を顕著に奏効させ易い。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る防振吊り減震構造体の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

図１２に示すように、本実施形態の防振吊り減震構造体５０は、吊りボルト３の上下方向略中間部において関節型継手５１が設けられ、この関節型継手５１に振動低減部材として減衰材５２が設けられている。
本実施形態の吊りボルト３は、図１３及び図１４に示すように、途中で上下に分断されており、インサート２に螺着される上部吊りボルト３ａと、連結具５を介して連結片４に連結された下部吊りボルト３ｂと、で構成されている。そして、上部吊りボルト３ａと下部吊りボルト３ｂとを連結するように関節型継手５１が設けられている。

この関節型継手５１は、ボルト軸Ｏ回り及びボルト軸Ｏの径方向に可動可能な継手であって、上部吊りボルト３ａ側に連結された上部連結片５５と、下部吊りボルト３ｂ側に連結されると共に、球体５６を介して上部連結片５５に対して相対的に可動可能に連結された下部連結片５７と、を備えている。

上部連結片５５は、側面視コの字状に形成された板片であり、上下方向に向かい合う上方壁部５５ａ及び下方壁部５５ｂを有している。そして、上方壁部５５ａに上部吊りボルト３ａの下端部が連結されている。また、下方壁部５５ｂには開口部５５ｃが形成されており、この開口部５５ｃ内に球体５６が部分的に転動自在に嵌合している。
下部連結片５７は、上部連結片５５と同様に側面視コの字状に形成された板片であり、上下方向に向かい合う上方壁部５７ａ及び下方壁部５７ｂを有している。そして、下方壁部５７ｂに下部吊りボルト３ｂの上端部が連結されている。また、上方壁部５７ａには開口部５７ｃが形成されており、この開口部５７ｃ内に球体５６が部分的に転動自在に嵌合している。

球体５６は、上述したように、上部連結片５５における下方壁部５５ｂの開口部５５ｃ内と、下部連結片５７における上方壁部５７ａの開口部５７ｃ内とにそれぞれ部分的に転動自在に嵌合され、上部連結片５５と下部連結片５７との間で転動自在に挟み込まれた状態とされている。
この際、球体５６が転動自在とされているので、この転動を利用して、上部連結片５５と下部連結片５７とは相対的にボルト軸Ｏ回りに回転自在とされていると共に、径方向に相対的に移動可能とされている。

上記減衰材５２は、上記球体５６を内部に閉じ込めるように、上部連結片５５と下部連結片５７との間に封入された部材であり、関節型継手５１及び吊りボルト３の全体に蓄積される振動エネルギーを減衰によって消費する役割を果している。

このように構成された防振吊り減震構造体５０によれば、地震発生等によって設備機器Ｗに外部から振動が入力されることで吊りボルト３に振動が伝わった際、関節型継手５１によってその振動を吸収しながら、さらに減衰材５２によって振動エネルギーを減衰させて消費できる。そのため、吊りボルト３に生じる曲げ変形や破断等をより効果的に抑制でき、設備機器Ｗを過度に揺らすことなく安定に支持することができる。

特に、関節型継手５１は、ボルト軸Ｏ回り及び径方向に可動可能であるので、設備機器Ｗが水平面内においてどの方向に振動によって移動したとしても、その水平面内に沿った外力を球体５６の回転エネルギーに変換しながら効率良く消費できる。そのうえ、水平方向の動きに４本の吊りボルト３を各別に追従させることが可能である。従って、第１実施形態と同様に、設備機器Ｗを安定に天吊り支持することができる。
また、本実施形態の場合であっても、従来の免震構造方式を採用する必要がないので、大きな移動可能空間を必要とせずに、上記した作用効果を奏効することができる。

なお、上記第２実施形態において、関節型継手５１を１つの吊りボルト３に対して２つ以上設け、多段式関節としても構わない。この場合、各関節型継手５１のそれぞれに減衰材５２を設ければ良い。
また、関節型継手５１の構成は、上記した場合に限定されるものではなく、ボルト軸Ｏ回り及び径方向に可動可能であれば自由に設計して構わない。

＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る防振吊り減震構造体の第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第１実施形態では、振動低減部材が吊りボルト３に設けられていたが、本実施形態では連結具５に設けられている。

図１５及び図１６に示すように、本実施形態の防振吊り減震構造体６０は、振動低減部材が連結具５に設けられており、両者が一体となった連結ユニット６１を備えている。なお、図１５ではこの連結ユニット６１の図示を簡略化している。
連結ユニット６１は、図１６に示すように、連結片４のフランジ部４ａの下面側に配設された、球面滑りワッシャ６２、減衰ワッシャ６３、平板ワッシャ１０及びナット１１と、連結片４のフランジ部４ａの上面側に配設された、減衰ワッシャ６４、平板ワッシャ１０及びナット１１と、を備えている。

球面滑りワッシャ６２及び減衰ワッシャ６３は、吊りボルト３に装着された状態でフランジ部４ａの下面側から下方に向けてこの順番で配置されており、吊りボルト３に螺着された上記ナット１１によってフランジ部４ａの下面に対して締め付けられている。一方、減衰ワッシャ６４は、吊りボルト３に螺着された上記ナット１１によってフランジ部４ａの上面に対して締め付けられている。
これらのことにより、連結片４と吊りボルト３とが連結されている。なお、この連結ユニット６１のうち、２つの減衰ワッシャ６３、６４及び球面滑りワッシャ６２が振動低減部材６５として機能し、これらを締め付けている平板ワッシャ１０及びナット１１が連結具５として機能する。

上記２つの減衰ワッシャ６３、６４は、弾性と減衰とを合わせ持つ材料（例えば硬度４０度で且つｔａｎδが０．５以上となる材料）によって環状に形成された高減衰特性を有する減衰部材６６と、この減衰部材６６の上下面に固着された平板ワッシャ６７と、で構成される。
上記球面滑りワッシャ６２は、平板ワッシャを例えば型を利用した加熱、加圧成形によって半球面状に作製された部材であり、図示の例では凸状に膨出した側をフランジ部４ａの下面側に当接させるように配置されている。

このように構成された防振吊り減震構造体６０によれば、地震発生等によって設備機器Ｗに外部から振動が入力されることで吊りボルト３と連結片４との連結部分に振動エネルギーが蓄積された際、２つの高減衰ワッシャ６３、６４によって、上下方向の衝撃力を吸収することができる。また、球面滑りワッシャ６２によって、水平方向の衝撃力を該球面滑りワッシャ６２とフランジ部４ａとの間の摩擦減衰によって吸収することができる。

その結果、連結片４と吊りボルト３との間の緩みや、連結片４や吊りボルト３自体に生じる変形や破断等、特に連結片４のこじり現象を効果的に抑制することができ、やはり設備機器Ｗを過度に揺らすことなく安定に支持することができる。
また、本実施形態の場合であっても、従来の免震構造方式を採用する必要がないので、大きな移動可能空間を必要とせずに、上記した作用効果を奏効することができる。

なお、上記第３実施形態において、球面滑りワッシャ６２をフランジ部４ａの下面側に配置したが、フランジ部４ａの上面側に配置しても構わないし、フランジ部４ａの上面側及び下面側の両面に配置しても構わない。

（第３実施形態の変形例）
なお、上記第３実施形態において、連結ユニット６１を予め吊りボルト３に固定しておき、その後に連結片４に対してワンタッチで取付けることができるように構成することも可能である。この場合について詳細に説明する。

図１７及び図１８に示すように、この場合の連結ユニット７０は、吊りボルト３の下端部に上下方向に間隔を開けて螺着された２つのナット１１と、上方に位置するナット１１側から下方に位置するナット１１側に向けて順番に配設された、減衰ワッシャ６３、ダミー金具７１、球面滑りワッシャ６２、ストッパ金具７２、コイルバネ７３及び平板ワッシャ１０と、を備えている。
これら減衰ワッシャ６３、ダミー金具７１、球面滑りワッシャ６２、ストッパ金具７２、コイルバネ７３及び平板ワッシャ１０は、吊りボルト３に挿入されている。このうち減衰ワッシャ６３、ダミー金具７１、球面滑りワッシャ６２及びストッパ金具７２は、コイルバネ７３による弾性力によって上方に付勢されて上方側のナット１１に押し付けられている。一方、平板ワッシャ１０は、コイルバネ７３による弾性力によって下方に付勢されて下方側のナット１１に押し付けられている。

上記ダミー金具７１は、連結片４のフランジ部４ａ側に開口する切欠き部７１ａが形成された平面視コの字状の部材とされている。そして、この切欠き部７１ａ内に吊りボルト３が位置するように、該吊りボルト３に対して離脱自在に装着されている。このように装着されたダミー金具７１は、フランジ部４ａ側から外力を受けた際に、吊りボルト３が切欠き部７１ａの開口部分から相対的に抜けるように左右方向Ｌ１に移動して、吊りボルト３から離脱可能とされている。

ここで、この場合の連結片４におけるフランジ部４ａの連結孔６は、図１８に示すように、平面視Ｌ字状に形成されており、フランジ部４ａの縁部に開口している。そのため、吊りボルト３をこの開口した部分から連結孔６に沿ってＬ字状に押し込むことが可能とされている。そして、吊りボルト３を連結孔６の最奥部Ｐに位置させることで、連結片４に対する吊りボルト３の押し込み作業が終了する。また、吊りボルト３がこの最奥部Ｐに位置している場合には、該吊りボルト３は矢印Ｔ方向以外への移動が連結孔６によって規制される。

上記ストッパ金具７２は、球面滑りワッシャ６２を支持する支持板７２ａと、該支持板７２ａから上方に向けて突出した凸部７２ｂと、を備えている。球面滑りワッシャ６２は、この支持板７２ａとダミー金具７１との間に凸状に膨出した側をダミー金具７１に当接させた状態で配設されている。
凸部７２ｂは、支持板７２ａとダミー金具７１との間に介在されている球面滑りワッシャ６２の厚みよりも上方に向けて突出した壁部であり、吊りボルト３をフランジ部４ａにおける連結孔６の最奥部Ｐに位置させ、ダミー金具７１が吊りボルト３から離脱した際に、図１９及び図２０に示すように、コイルバネ７３による弾性力によって連結孔６内に嵌り込むと共に、この連結孔６の開口端に当接させられる。
これにより、吊りボルト３は連結孔６の最奥部Ｐに位置した際、上記矢印Ｔ方向についても移動が凸部７２ｂと連結孔６との接触により規制される。その結果、吊りボルト３は、最奥部Ｐで位置決めされ、連結片４に対して連結がなされる。

ところで、吊りボルト３には、ストッパ金具７２と平板ワッシャ１０との間において、該吊りボルト３を径方向の外側から囲繞する減衰管７４が、コイルバネ７３の径方向の内側に位置するように圧縮された状態で外挿されている。この減衰管７４は、弾性と減衰とを合わせ持つ材料（例えば硬度４０度で且つｔａｎδが０．５以上となる材料）によって環状に形成され、且つ上下方向に伸縮自在とされた高減衰特性を有する部材とされている。本実施形態の場合、下方向に圧縮されて外挿されているので、ダミー金具７１の離脱に伴って上方向に伸び、平板ワッシャ１０及びストッパ金具７２に対してそれぞれ確実に当接することが可能とされている。

なお、上記した連結ユニット７０のうち、減衰ワッシャ６３、球面滑りワッシャ６２、減衰管７４が振動低減部材７５として機能し、ナット１１、ダミー金具７１、ストッパ金具７２、コイルバネ７３が連結具５として機能する。

このように構成された連結ユニット７０の場合には、図１７及び図１８に示すように、ダミー金具７１が取付けられている吊りボルト３を、連結片４のフランジ部４ａに形成された連結孔６の開口部分から押し込み、連結孔６に沿って最奥部ＰまでＬ字状に移動させる。この際、ダミー金具７１は、フランジ部４ａに押し当たるので、吊りボルト３の移動に伴って相対的に徐々に左右方向Ｌ１の外側に移動させられ、吊りボルト３から離脱して外れる。
そして、吊りボルト３を最奥部Ｐまで移動させると、図１９及び図２０に示すように、ダミー金具７１が取り外された分、ストッパ金具７２がコイルバネ７３によって上方に移動させられるので、凸部７２ｂが連結孔６内に嵌り込むと共に、連結孔６の開口端に当接する。

これにより、吊りボルト３は、径方向のいずれの方向に対しても移動が規制されて、連結孔６の最奥部Ｐで位置決めがなされる。その結果、連結ユニット７０を連結片４に対してワンタッチで取付けることができる。
特に、ストッパ金具７２の凸部７２ｂは、コイルバネ７３によって常時上方に付勢されているので、連結孔６内から外れてしまうことがない。従って、吊りボルト３と連結片４とを確実に連結して一体化させることができる。

そして、連結ユニット７０の取り付け後、地震発生等によって設備機器Ｗに外部から振動が入力されることで吊りボルト３と連結片４との連結部分に振動エネルギーが蓄積されたとしても、衝撃をコイルバネ７３で緩和すると共に、高減衰ワッシャ６３及び減衰管７４によって上下方向の衝撃力を吸収することができる。また、球面滑りワッシャ６２によって、水平方向の衝撃力を該球面滑りワッシャ６２による摩擦減衰によって吸収することができる。
その結果、同様に連結片４と吊りボルト３との間の緩みや、連結片４や吊りボルト３自体に生じる変形や破断等、特に連結片４のこじり現象を効果的に抑制することができ、設備機器Ｗを過度に揺らすことなく安定に支持することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る防振吊り減震構造体の第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第１実施形態では、振動低減部材が吊りボルト３に設けられていたが、本実施形態では吊りボルト３の途中に設けられ、該吊りボルト３と設備機器Ｗとの間で振動エネルギーを減衰により消費することが可能とされている。

図２１に示すように、本実施形態の防振吊り減震構造体８０では、振動低減部材８１が吊りボルト３の途中に設けられると共に、設備機器Ｗの左右方向Ｌ１の外側に位置している。なお、図２１では、振動低減部材８１の図示を簡略化している。

この振動低減部材８１は、図２２〜図２５に示すように、吊りボルト３に対して連結された固定部材８２と、該固定部材８２と設備機器Ｗとの間に配設され、左右方向Ｌ１に移動可能とされた状態で吊りボルト３に連結された可動部材８３と、固定部材８２と可動部材８３との間に設けられ、該可動部材８３を設備機器Ｗ側に付勢するコイルバネ（付勢部材）８４と、を備えている。

以下、詳細に説明する。
吊りボルト３には、前後方向Ｌ２に長く、左右方向Ｌ１に短い平面視長方形状の連結板８５が２つのナット８６を介して連結されている。この連結板８５は、上記した固定部材８２及び可動部材８３を吊りボルト３に連結させるための中継部材とされている。
固定部材８２及び可動部材８３は、共に側面視Ｌ字状に形成された板片とされており、連結板８５の下面に重ねられた天壁部８２ａ、８３ａと、左右方向Ｌ１に向かい合う対向壁部８２ｂ、８３ｂと、を備えている。そして、吊りボルト３に対して接触しない位置において、連結板８５の下面に可動部材８３の天壁部８３ａが重ねられ、該天壁部８３ａの下面に固定部材８２の天壁部８２ａが重ねられている。そして、この状態において、連結板８５及び両天壁部８２ａ、８３ａを上下に貫く連結ボルト８７によって、連結板８５、固定部材８２及び可動部材８３が一体的に連結されている。

可動部材８３の天壁部８３ａには、図２６に示すように、左右方向Ｌ１に延びたスリット８８が形成されており、該スリット８８内に連結ボルト８７が挿通されている。これにより、可動部材８３は、上記したように左右方向Ｌ１に移動可能とされている。つまり、可動部材８３の対向壁部８３ｂは、固定部材８２の対向壁部８２ｂに対して接近離間自在とされている。

また、図２２〜図２５に示すように、可動部材８３の対向壁部８３ｂ及び固定部材８２の対向壁部８２ｂには、左右方向Ｌ１に延び、且つ前後方向Ｌ２に間隔を開けて配置された２本のガイドボルト９０が挿通されている。そして、これらガイドボルト９０に対して、上記したコイルバネ８４が外挿されて両対向壁部８２ｂ、８３ｂの間に配設されており、可動部材８３を固定部材８２から離間する方向、即ち設備機器Ｗ側に付勢している。この際、ガイドボルト９０の端部にはナット９１が螺着されており、設備機器Ｗ側への可動部材８３の移動量を規制している。

また、可動部材８３の対向壁部８３ｂには、減衰板９２が取付けられており、この減衰板９２と設備機器Ｗの側面との間に所定の隙間Ｇ（図２３参照）が開くように設定されている。なお、減衰板９２は、弾性と減衰とを合わせ持つ材料で形成された高減衰特性を有する衝撃力吸収部材である。

ところで、連結板８５の下面、可動部材８３における天壁部８３ａの上下面、及び固定部材８２における天壁部８２ａの上面は、それぞれ摺動面（滑り面）として機能するが、これらの面には例えばショットブラスト処理等の所定の表面処理がなされている。
また、連結板８５と連結ボルト８７に螺着されたナット９５との間には、連結板８５と固定部材８２における天壁部８２ａと可動部材８３における天壁部８３ａとの接触圧を調整する皿ばね９７が介在されている。これにより、可動部材８３は適度な摩擦抵抗で左右方向Ｌ１に移動可能とされている。

このように構成された防振吊り減震構造体８０によれば、地震発生等によって設備機器Ｗに外部から振動が入力され、該振動によって設備機器Ｗが左右方向Ｌ１に移動して吊りボルト３に接近すると、設備機器Ｗの側面が可動部材８３の対向壁部８３ｂに取付けられた減衰板９２に接触し、そのまま可動部材８３を固定部材８２側に押圧する。このとき可動部材８３は、コイルバネ８４によって設備機器Ｗ側に付勢されているので、その付勢力によって元の位置に復帰するように逆方向に移動させられ、設備機器Ｗを吊りボルト３から離間させるように押し返すことができる。これにより、振動エネルギーを、コイルバネ８４の変形及び可動部材８３の摩擦抵抗等によって吸収して消費することができ、設備機器Ｗの振動を効果的に抑制して安定的に天吊り支持することができる。
また、本実施形態の場合であっても、従来の免震構造方式を採用する必要がないので、大きな移動可能空間を必要とせずに、上記した作用効果を奏効することができる。

また、設備機器Ｗが可動部材８３に接触した際、その衝撃力を減衰板９２によっても吸収できるので、この点においても振動エネルギーを消費することができる。
更に、本実施形態の場合には、例えば大きな地震が発生したとしても、設備機器Ｗと吊りボルト３とが直接的に接触し難いので、接触による変形等が吊りボルト３に発生することを効果的に防止し易い。

なお、上記第４実施形態では、コイルバネ８４を２つ設けた構成としたが、１つでも構わないし、３つ以上設けても構わない。また、コイルバネ８４に限定されるものではなく、可動部材８３を設備機器Ｗ側に付勢できれば良く、例えばゴム材等の弾性材を採用しても構わない。
また、減衰板９２は、必須なものではなく具備しなくても構わない。更には、減衰板９２に変えて、ウレタン等のフォーム材、粘弾性材や複合材等を用いて衝撃力を緩和させても構わない。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

例えば、各実施形態を適宜組み合わせ、各実施形態における振動低減部材を具備する防振吊り減震構造体としても構わない。また、４本の吊りボルト３を利用して設備機器Ｗを天吊り支持したが、設備機器Ｗの種類、用途等に応じて吊りボルト３の本数や配置を適宜変更して構わない。

Ｆ…天井躯体
Ｗ…設備機器
１、５０、６０、８０…防振吊り減震構造体
２…インサート（固定具）
３…吊りボルト
４…連結片
５…連結具
１５、２０、３０…長ナット（振動低減部材）
４０…金物（振動低減部材）
４５…減衰管（振動低減部材）
５１…関節型継手
５２…減衰材（振動低減部材）
６５、７５、８１…振動減衰部材
８２…固定部材
８３…可動部材
８４…コイルバネ（付勢部材）

Claims (5)

1. 設備機器を天吊り支持する構造体であって、
   天井躯体に設けられた固定具に対して上端部が螺着された複数の吊りボルトと、
   複数の前記吊りボルトの下端部にそれぞれ設けられ、前記設備機器に固定された連結片に対して連結された連結具と、を備え、
   前記吊りボルト及び前記連結具のうちの少なくともいずれか一方には、入力された振動の振動エネルギーを消費して、吊りボルト及び連結具に作用する振動負荷を低減させる振動低減部材を備えていることを特徴とする防振吊り減震構造体。
2. 請求項１に記載の防振吊り減震構造体において、
   前記振動低減部材は、前記吊りボルトに設けられ、該吊りボルトに蓄積される前記振動エネルギーを消費することを特徴とする防振吊り減震構造体。
3. 請求項１に記載の防振吊り減震構造体において、
   前記振動低減部材は、前記連結具に設けられ、前記連結片と前記吊りボルトとの連結部分に蓄積される前記振動エネルギーを消費することを特徴とする防振吊り減震構造体。
4. 請求項１に記載の防振吊り減震構造体において、
   前記吊りボルトには、該吊りボルトのボルト軸回り、及びボルト軸の径方向に可動可能な関節型継手が設けられ、
   前記振動低減部材は、前記関節型継手に設けられ、該関節型継手及び前記吊りボルトに蓄積される前記振動エネルギーを消費することを特徴とする防振吊り減震構造体。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の防振吊り減震構造体において、
   前記振動低減部材は、
   前記吊りボルトに対して連結された固定部材と、
   該固定部材と前記設備機器との間に配設され、前記吊りボルトのボルト軸の径方向に移動可能とされた状態で該吊りボルトに連結された可動部材と、
   前記固定部材と前記可動部材との間に設けられ、該可動部材を前記設備機器側に付勢する付勢部材と、を備え、
   前記可動部材は、前記吊りボルトに対して前記設備機器が前記径方向に沿って接近移動した際に、該移動に伴って移動させられることを特徴とする防振吊り減震構造体。

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