JP2736552B2 - 床免震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、主として振動に弱い電子計算機その他の
オフィスオートメーション機器を設置する建物内部の床
として実施される床免震装置に係り、さらにいえば、免
震床の移動支承部と、減衰作用及び復元作用を働くダン
パー作用部との組合せで構成された床免震装置に関す
る。

従来の技術 従来、免震床を水平移動自在に支持した移動支承部
と、同免震床と建物の床（固定床）との間に設置された
ダンパー作用部とから成る床免震装置は、例えば特開昭
62−86265号公報に記載されて公知に属する。なお、特
願昭63−822号及び特願昭63−231287号、特願昭63−234
642号明細書及び図面にもそれぞれ同様な床免震装置が
記載されている。

特開昭62−86265号公報に記載された床免震装置は、
ダンパー作用部として浅く平たい容器を固定床に固定
し、その中に粘性液体を収納させ、この粘性液体中に浸
漬され同容器の底面と一定の平行間隙をあけた抵抗板が
免震床に取付けた構成の粘性ダンパーが使用され、これ
とは別に前記抵抗板の中立位置を中心として放射方向に
引張用コイルバネを配設した構成とされている。

また、特願昭63−822号、特願昭63−231287号、特願
昭63−234642号明細書及び図面に記載された床免震装置
は、ダンパー作用部として免震床の拘束位置（抵抗入力
部）を中心として放射方向に配置されたピストンシリン
ダ型のバネ流体ダンパー機構が使用されている。

本発明が解決しようとする課題 （Ｉ） 上記特開昭62−86265号公報に記載された床免
震装置の粘性ダンパーは、粘性液体を収容した浅型容器
の上面開口に一応スライド可能な蓋を設置するが、機能
上蓋で完全に密封することはできない。したがって、製
造工場から現場へ運搬して設置するまでの間の運搬と管
理に多くの手数がかかる。床の施工期間中又は施工後の
長い供用期間中にゴミその他の異物が粘性液体に混入す
るおそれも多分にあり、混入した異物により粘性液体の
変質又は粘性値の変化を生じダンパー性能が変化するお
それがある。また、粘性液体の注ぎ足しをしなければな
らない場合も想定され、メンテナンスに注意を要する。
しかも粘性液体中の抵抗板が受ける粘性抵抗の大きさ
は、抵抗板と容器底面との平行間隙の大きさに反比例す
るが、この平行間隙の大きさを保持するためには容器底
面の水平精度が重要であり、その精度を確保するための
設置施工は厳密を要求される。抵抗板を取り付けるため
免震床に取付板を架設しなければならず、ダンパー作用
部の構成に多くの部材を必要とし、結局床免震装置のコ
ストが高くなるという問題点がある。

（II） 上記特願昭63−822号などの明細書及び図面に
記載された床免震装置の場合は、ピストンシリンダ型の
流体ダンパーと引張りバネとを複合化しユニット化され
たバネ流体ダンパー機構が使用されているので、上記
（Ｉ）の問題点は一応解決されている。しかし、バネ流
体ダンパー機構に所定大きさのトリガー機能（初期値荷
重）を働かせるための手段として固定床に反力台を設置
し、バネ流体ダンパー機構のピストンロッドから前記反
力台までの間には剛性のあるフラットバーを使用し、同
フラットバーには反力台に止まるストッパーを取り付
け、フラットバーから免震床の拘束位置までの間は可撓
性のあるチエンで連結した構成が不可欠の条件となって
いるので、構成が複雑で多くの部品を必要とし、設置に
手間がかかるという問題点がある。こうした問題点は上
記特開昭62−86265号公報に記載された床免震装置にも
共通しているので、それぞれ解決すべき課題となってい
る。

課題を解決するための手段 上記従来技術の課題を解決するための手段として、こ
の発明に係る床免震装置は、図面に実施例を示したとお
り、 免震床２を水平移動が自在に支持した移動支承部１
と、ダンパー作用部とから成る床免震装置において、 ダンパー作用部は、免震床２に選択された任意の拘束
位置を中心として放射方向に配置された複数のバネ流体
ダンパー機構５から成るものとした。バネ流体ダンパー
機構５は、流体抵抗を受けるピストン10を内蔵したシリ
ンダ６の外周に引張りバネ11を装着し同引張りバネ11の
前部はシリンダ６の前端に接離自在でピストンロッド10
aと共に移動するバネ受け31に定着し、後端はシリンダ
６の後端のバネ受け40に定着した。前記のピストンロッ
ド10aは可撓連結体（チエン）15を介して免震床２の前
記拘束位置に連結し、シリンダ６の後端は建物躯体と連
結した。特に建物躯体との連結部分には、バネ流体ダン
パー機構５のダンパー機能から独立した構成のプリテン
ション導入機構を設け、このプリテンション導入機構に
よってトリガー機能用の所望大きさのプリテンションを
導入したことを特徴とする。

上記の床免震装置に使用されるバネ流体ダンパー機構
５は、流体が収容されたシリンダ６内に、前室７と後室
８とを連通させるオリフィス９が設けられたピストン10
を有するピストンシリンダ型の流体ダンパーと、この流
体ダンパーのシリンダ外周に巻装した引張りバネ11とか
ら成る。前記引張りバネ11の前端はシリンダ前部に接離
自在でピストンロッド10aと共に移動するバネ受け31に
定着した。一方、前記シリンダ６の後端部には、建物躯
体３と連結するためのタイロッド32を突設し、タイロッ
ド外周に雄ネジ32aを形成し、タイロッド32の雄ネジ32a
にねじ込まれているスリーブ型ダイアル22のスリーブ部
分22aに後部のバネ受け40を回転自在に設置し、該後部
のバネ受け40に前記引張りバネ11の後端部を定着してプ
リテンション導入機構を構成したことを特徴とする。

そして、上記バネ流体ダンパー機構５のピストンロッ
ド10aに、免震床２の拘束位置に向かって延びるチエン1
5を取付け、このチエン15を直接前記免震床２の拘束位
置に連結したことも特徴とする 作用 移動支承部１は免震床２を低抵抗で水平移動自在に支
持する。ダンパー作用部は地震力で振動する免震床２に
減衰作用及び復元力を働く。バネ流体ダンパー機構５の
トリガー導入機構を構成するダイアル22を正転又は逆転
方向に回すと、タイロッド32とのネジ運動によって後部
のバネ受け40が前部のバネ受け31に対して近ずいたり遠
のいたりし、両者間に張設された引張りバネ11が収縮し
又は伸長する。このバネ変位量に比例して引張りバネ11
のバネ力が変化するので、トリガー機能用の初期値荷重
（プリテンション）が設定され又は調整される。かくし
て引張り用バネ11に導入されたトリガー機能用のプリテ
ンションは、平常時はシリンダ６の前端のバネ受け31と
後端のバネ受け40との間でのみ働き、シリンダ６が反力
を与えて平衡を保ち、免震床２へは一切力を及ぼしめな
い。前記プリテンションの大きさは、ダイアル22を回す
ことによりネジ運動で何時でも自由にかなり広範囲に調
整し又は設定することができる。したがって、平常持の
免震床２は、その拘束位置（抵抗入力部）を中心として
放射方向に配置された複数のバネ流体ダンパー機構５で
拘束された中立位置を保持する。

免震床２への地震入力（水平入力）がトリガー設定値
以下の場合、免震床２はバネ流体ダンパー機構５で拘束
されたまま中立位置の静止状態を保つ。

免震床２にトリガー設定値より大きな水平入力が作用
した場合は、その引張り方向側に位置するバネ流体ダン
パー機構５による拘束を振り切って免震床２は水平振動
（移動）を行なう。この振動に対してはバネ流体ダンパ
ー機構５の流体抵抗が減衰抵抗として働き、振動の長周
期化が達成される。そして、シリンダ前部のバネ受け31
が前進移動して引張り用バネ11が伸長される結果、復元
力が蓄えられる。

したがって、免震床２の振動加速度が零になった時点
からは、引張り用バネ11の引張力で復元動作が行なわ
れ、シリンダ前部へバネ受け31が当接した段階でバネ作
用は解消する。但し、復元動作の免震床２が中立位置を
超えてオーバーランした場合又は逆方向へ振動した場合
には、反対側（引っ張り側）のバネ流体ダンパー機構５
の減衰作用と復元作用が働くことになる。

バネ流体ダンパー機構５は、免震床２の振動によって
ピストン10が移動する際、シリンダ６内の作動流体の流
れはオリフィス９による絞り効果によって大きな抵抗を
受け、振動ストロークの大小如何にかかわらず一定大き
さの減衰力が発生する。このとき圧縮方向側に位置する
バネ流体ダンパー機構５は、その可撓連結体15が屈曲変
形するだけでピストンロッド10aには一切の力が伝達さ
れず、ダンパー作用には一切関与しない。

実 施 例 次に、図面に示した本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明に係る床免震装置の全体構成図を示し
ている。図中１が移動支承部で、５がバネ流体ダンパー
機構であり、放射状に配置された複数のバネ流体ダンパ
ー機構５の集合でダンパー作用部が構成されている。

移動支承部１は、免震床２の積載荷重の大きさとその
ばらつき具合い及び支持の安定性などを考慮して一定の
ピッチで等配されている。鉄骨構造で示した免震床２
は、たくさんの鋼球17を使用した移動支承部１で低抵抗
の水平移動が自在に支持されている。この移動支承部１
の構成は、建物躯体の一部である固定床３及び免震床２
の相対峙する位置に鋼製平板18,18′を各々平行に取り
付けて固定し、この上下二つの鋼製平板18,18′の間に
支持器19で位置を拘束された多数の鋼球17を介在せし
め、同鋼球17の転がり運動によって免震床２の水平移動
が低抵抗で行なわれる構成とされている。

第２図と第３図は、前記移動支承部１とバネ流体ダン
パー機構５との関係及び配置の構造詳細を示している。
本実施例は、選択されたいくつかの移動支承部１を免震
床２の拘束位置と定め、この拘束位置（移動支承部１）
を中心として直角４方向（３方向又は多方向でも可）に
バネ流体ダンパー機構５をほぼ水平な配置で設置した構
成を特徴とする。

バネ流体ダンパー機構５の構成の詳細は、第４図と第
５図に示したように、動作流体としての油を収容したシ
リンダ６内にピストン10が摺動自在に設置され、そのピ
ストンロッド10aはシリンダエンド28のオイルシール2
9、30を貫通して先端円錐形状のバネ受け31へねじ接合
されている。シリンダ６の外径はφ30、ピストン10の有
効ストロークは250mmぐらいである。バネ受け31にはま
た、ダンパーロッド36がピストンロッド10aと同一中心
線上にネジ接合されている。従って、バネ受け31はピス
トンロッド10a、ダンパーロッド36と一体的な関係で合
一に移動し、シリンダ６の前部に接離自在である。前記
ピストン10には、その前室７と後室８とを軸方向に連通
する数本のオリフィス９が設けられている。しかもオリ
フィス９の後室側出入口には、ピストン10が前進し前室
７から後室８に向かって作動流体が流れるとき、その流
れ圧で開かれる逆止弁34が設置され、この逆止弁34によ
って大多数のオリフィスの開口が閉塞されるようになっ
ている。

つまり、ピストン10が第４図の右方へ進むとき（バネ
流体ダンパー機構５としては復元動作の時）は、逆止弁
34が開いて全部のオリフィス９…が全開となり、同オリ
フィス９を流れる作動流体の流れ抵抗が小さく、ピスト
ン10は低抵抗で軽やかに移動する。よって免震床２の復
元動作は円滑であり、ピストンロッド10aが座屈する心
配はないし、引張りバネ11の復元力の大部分は免震床２
の復元作用に働き効率がよい。逆にピストン10が第４図
の左方へ進むとき（バネ流体ダンパー機構５としては免
震床２に引張られている時）は、大多数のオリフィス９
…は逆止弁34で閉止され、残る少数のオリフィス９を流
れる作動流体に大きな絞り抵抗が働き減衰力が発生す
る。

引張りバネ11の前端は、上述した先細円錐形のバネ受
け31の外周に巻装して止着されている。この引張りバネ
11は、シリンダ６の外周の全長にわたり巻装されてい
る。一方、前記シリンダ６の後端部のシリンダヘッド33
に建物躯体と連結するためのタイロッド32の基端がねじ
込まれロックナット35で固定して同タイロッド32が突出
されている。このタイロッド32の外周に雄ネジ23aが形
成され、該タイロッド32の雄ネジ32aにねじ込まれたス
リーブ型ダイアル22のスリーブ部分22aに後部のバネ受
け40が回転自在に設置されている。バネ受け40の抜けは
ストップフランジ22bにより阻止されている。この後部
のバネ受け40に前記引張りバネ11の後端部が定着されて
プリテンション導入機構が構成されている。

このバネ流体ダンパー機構５は、上記免震床２と建物
躯体の一部である固定床３との間にほぼ水平な配置で設
置されている。バネ流体ダンパー機構５のタイロッド32
は、第２図と第３図に示した如く、建物躯体の一部であ
る固定床３にアンカーボルト25で固定されたサポートア
ングル20の受けボルト27とピン26で連結されている。他
方、ダンパーロッド36の前端部に設けた継手23はピン32
によってチエン15の一端と連結されている。この可撓連
結体たるチエン15の他端は移動支承部１を構成する免震
床２側の鋼製平板18を拘束しているポット状の枠に止着
されている。引張りバネ11の線径はφ８、巻数は58、セ
ット荷重は3kg、最大荷重は129kg位である。

従って、プリテンション導入機構たるダイアル22を例
えば正転方向に回すと、ネジ運動によってバネ受け40が
第５図のように右方へ移動され前部のバネ受け31との距
離が大きくなる。その結果、引張りバネ11が伸長され、
より大きなプリテンション（初期値荷重）が設定され
る。このプリテンションは、シリンダ６に反力をとった
前後のバネ受け31と40との間にのみ働く。そして、地震
力などの入力によって免震床２が振動しょうとするのに
対してトリガー機能の効果を奏する。

免震床２が水平入力を受けて振動しダンパーロッド36
が引張られると、バネ受け31がダンパーロッド36と共に
第４図の左方へシリンダ６のシリンダエンド28から離れ
るように移動し、引張りバネ11は伸長される。と同時に
ピストンロッド10a及びピストン10も合一に左方へ移動
され、オリフイス９の絞り効果によって減衰作用が奏さ
れる。そして、伸長された引張りバネ11のバネ作用によ
って免震床２の位置の復元が行なわれるのである。

異なる実施例 （その１） 上記実施例は、特に第１図で明白なよう
に、移動支承部１を免震床２の拘束位置と定め、当該移
動支承部１を中心として直角４方向の放射状配置にバネ
流体ダンパー機構５を設置した構成になっているが、こ
の限りではない。第６図に示したように、免震床２の任
意所望の位置に拘束位置Ｐを定め、この拘束位置Ｐを中
心として放射方向にバネ流体ダンパー機構５を配置し、
移動支承部１とバネ流体ダンパー機構５が夫々バラバラ
の構成で実施することもできる。以下に述べる各実施例
に於いてもこの思想は共通する。

（その２） 上記実施例は、建物躯体の一部である固定
床３にバネ流体ダンパー機構５の一端を連結した構成と
なっているが、この限りではない。建物躯体の壁体、柱
など縦の構造部材にバネ流体ダンパー機構５の一端を連
結して実施することもできる。バネ流体ダンパー機構５
はまた、水平面内に限らず、３次元空間のどの様な方
向、面内にでも設置して実施することができる。

例えば上記のバネ流体ダンパー機構５は免震床２と固
定床３との間の場所に固定床３とほぼ平行に設置されて
いるいるが、免震床２の上面側に於いて、バネ流体ダン
パー機構５の一端を免震床２へ止着し、他端は建物躯体
の壁や柱に止着して水平に又は上下方向に斜めの配置で
設置し実施することもできる。あるいは免震床２の下側
の場所に於いても、バネ流体ダンパー機構５を上下方向
に斜めの配置で設置し実施することもできる。以下に述
べる各実施例に於いてもこの思想は共通する。

（その４） なお、プリテンション導入機構の構成は、
ネジ運動を応用した上記スリーブ型ダイアル22による構
成には限らない。シリンダ外周の引張りバネ11を伸縮さ
せる種々な機構を採用して実施することができる。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この
発明に係る床免震装置は、免震床２の形状、構造、用
途、設置場所などの条件に応じて実施できる幅広いバリ
エーションに富み、実用性が極めて高い。

また、トリガー機能用のプリテンションを導入し、又
は補正する操作性に優れているので、設計面のみならず
実際の作用状況に応じた最良の免震作用を容易、確実に
実現することができ、床免震の実効性に優れている。

さらに、従来トリガー機能用に不可欠の構成要素であ
った反力台、フラットバー、及びストッパーなどはいず
れも無用であるから、使用される部品点数が少なく、設
置の手間が省け、コストも安くなるなど多くの経済効果
が奏されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る床免震装置の全体構成と配置を
示した平面図、第２図と第３図は移動支承部とバネ流体
ダンパー機構の関係を示した平面図と立面図、第４図と
第５図はバネ流体ダンパー機構の構造詳細とトリガー導
入機構の動作を示した断面図、第６図は床免震装置の異
なる構成と配置を示した平面図である。 １……移動支承部、２……免震床 ３……固定床（建物躯体） ５……バネ流体ダンパー機構 ６……シリンダ、10……ピストン 10a……ピストンロッド 11……引張り用バネ 15……可撓連結体（チエン） 32……タイロッド、32a……雄ネジ 22……スリーブ型ダイアル 31、40……バネ受け

フロントページの続き (72)発明者 山口 伸夫 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式 会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 速水 浩 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 相沢 覚 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】免震床を水平移動が自在に支持した移動支
   承部と、ダンパー作用部とから成る床免震装置におい
   て、 ダンパー作用部は、免震床に選択された任意の拘束位置
   を中心として放射方向に配置された複数のバネ流体ダン
   パー機構から成り、バネ流体ダンパー機構は、流体抵抗
   を受けるピストンを内蔵したシリンダの外周に引張りバ
   ネが装着され、同引張りバネの前部はシリンダ前端に接
   離自在でピストンロッドと共に移動するバネ受けに定着
   され、後端はシリンダ後端のバネ受けに装着されてお
   り、前記のピストンロッドは可撓連結体を介して免震床
   の前記拘束位置に連結され、シリンダの後端部は建物躯
   体と連結されており、建物躯体との連結部分にはバネ流
   体ダンパー機構の機能から独立した構成のプリテンショ
   ン導入機構が設けられ、このプリテンション導入機構に
   よってトリガー機能用のプリテンションが導入されてい
   ることを特徴とする床免震装置。
2. 【請求項２】バネ流体ダンパー機構は、流体が収容され
   たシリンダ内に、前室と後室とを連通させるオリフィス
   が設けられたピストンを内蔵するピストンシリンダ型の
   流体ダンパーと、この流体ダンパーのシリンダ外周に巻
   装された引張りバネとから成り、前記引張りバネの前端
   はシリンダ前部に接離自在でピストンロッドと共に移動
   するバネ受けに定着されており、一方、前記シリンダの
   後端部には建物躯体と連結するためのタイロッドが突出
   され、このタイロッド外周に雄ネジが形成され、タイロ
   ッドの雄ネジにねじ込まれたスリーブ型ダイアルのスリ
   ーブ部分に後部のバネ受けが回転自在に設置され、該後
   部のバネ受けに前記引張りバネの後端部が定着されてプ
   リテンション導入機構が構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載した床免震装置。
3. 【請求項３】バネ流体ダンパー機構のピストンロッド
   に、免震床の拘束位置に向かって延びるチエンが取付け
   られ、このチエンが直接前記免震床の拘束位置に連結さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載した床免震装置。