JP2801109B2

JP2801109B2 - 回転防止装置付床免震装置

Info

Publication number: JP2801109B2
Application number: JP8089992A
Authority: JP
Inventors: 浩倉林; 信行曽根; 俊夫小見; 宏宮野
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH05287895A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転防止装置付床免震
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】床免震装置は、その上に床構造を載置
し、この床構造を、いわゆる、免震床とし、この免震床
の上にコンピュータなどの重要機器を設置し、これを地
震などの振動から保護するために使用される装置である
が、この種の床免震装置は最近多くの箇所において採用
されており、それに伴い、この種の床免震装置を設計・
製作する企業が、多数出現して来ている。一方、免震床
の大きさ及び形状は、その使用目的に応じて相違する
が、場合によっては、非常に細長い平面輪郭を有してい
るものがあり、このような免震床の上に、例えば、コン
ピュータが非対称的に設置された場合には、地震が発生
した時に、床が平面内回転運動、すなわち、ヨーイング
を受けることがある。このために、床上に設置された、
例えば、コンピュータに悪影響を与える恐れがある。

【０００３】しかしながら、各企業とも、このような細
長い平面輪郭を有している免震床が、地震時にヨーイン
グを受けることについての認識が無く、従って、それら
の企業から提供される免震床には、その受けるヨーイン
グに対しては何らの考慮も払われておらず、引いては、
これを支持している床免震装置にも、何らの構造的な対
策も講じられていないのが現状である。

【０００４】このようにして、若しも、非常に細長い免
震床に地震時にヨーイングが発生するならば、その運動
は、（並進＋回転）運動ないしは（回転）運動とな
り、この免震床の地震時における相対変位は、非常に過
大なものとなるので、免震床の周辺部と、この周辺部の
固定床の周辺部との間に、あらかじめ形成されている緩
衝部の空間が小さい場合には、免震床と、固定床との間
に衝突現象が生ずるなどの事故が発生する。また、この
ことを考慮に入れ、緩衝部の空間を余裕を見て設定する
と、デッドスペースが大きくなり、免震床の有効面積が
小さくなり、その有効利用を図ることが出来ず、不経済
となると言う問題が生ずる。

【０００５】今、この現象を略図により模式的に表す
と、添付図面の図１２及び１３に示すとおりとなる。す
なわち、図１２は、正方形状の平面輪郭を有する免震床
Ｆ₁が、地震時に（並進＋回転）運動を受け、Ｆ₁’の
ように移動することを、また、図１３は、非常に細長い
長方形状の平面輪郭を有している免震床Ｆ₂が、地震時
に（回転）運動を受け、Ｆ₂’のように移動すること
を、それぞれ、模式的に示すものである。

【０００６】これに対処するために、従来構造の免震床
に回転防止用ガイドなどを設置した場合には、例えば、
Ｘ方向にガイドを設置すると、Ｙ方向の移動が、Ｘ方向
のガイドにより制約を受け、免震機能を損なうこととな
り、また、同様に，Ｙ方向にガイドを設けた場合には、
Ｘ方向の移動がＹ方向のガイドにより制約を受け、免震
機能を損なうこととなる。

【０００７】例えば、本出願人は、既に、特願昭５７−
５８６４として「免震装置」の発明を提案しているが
（特公平１−２５９３０号公報）、この装置を、非常に
細長い長方形状の平面輪郭を有している床に対する免震
装置として使用することは、上記の理由により、技術的
に困難を伴い、これを有効に免震することの出来ないこ
とが見いだされた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、非
常に細長い長方形状の平面輪郭を有している免震床であ
っても、地震時にヨーイングを受けることの無い回転防
止装置付床免震装置を得ることを、その課題とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、直角座標系のＸーＹ軸方向に広がってい
る水平な基礎の上に、これから間隔を置いてそれと平行
に、Ｘ軸方向に細長く且つＹ軸に対して対称的に配置さ
れた、ほぼ長方形状の平面輪郭を有している平盤状の床
構造を、その周辺部において数個の直立軸受ユニットを
介して水平変位自在に支持し、また、床構造の長手方向の
中心線であるＸ軸に沿って基礎との間に数個の免震ユニ
ットを配置し、各免震ユニットが、Ｘ軸方向に間隔を置い
て床構造の下面に固着された、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に
各垂直辺を有しているほぼ正方形状の枠組から成る架台
と、その各角部分に配置された、ほぼＬ字形の横断面を
有しているばね接続治具と、そ対向する各端部を連結す
る、架台の各垂直辺に沿って配置された引っ張りコイル
ばねと、ばね接続治具の各角部と、基礎の上に架台の対角
線の延長線の上において設置された各止め金具との間に
配置されたひも部材とから成り立っており、また、床構
造と基礎との間の間隔内に、床構造の変位をＸ軸及びＹ
軸方向に規制するための回転防止ユニットを配置し、こ
れを基礎と床構造とに連結して成る回転防止装置付床免
震装置を特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による回転防止装置付床免震装
置を、その実施例を示す添付図面の図１〜１０に基づい
て、詳細に説明をする。まず、図１及び図２は、本発明
の１実施例による回転防止装置付床免震装置５０が、Ｏ
を原点とする直角座標軸Ｘ−Ｙの長手方向のＸ軸方向に
非常に細長く且つ原点Ｏに対してＸ軸方向及びＹ軸方向
に対称的な平面輪郭及び薄い厚さを有している枠組から
成る平盤状の床構造Ｆを水平な基礎Ｇの上に、それと平
行に且つそれからある間隔を置いて配置し、床構造Ｆ
を、その各隅部を含む各側壁の下面と基礎Ｇとの間に等
間隔に直立して設置された数個（本実施例においては、
合計１２個）の軸受ユニット（以下、「Ｂユニット」と
呼ぶ）により支持すると共に床構造Ｆの下面と基礎Ｇと
の間の間隔内に、その長手方向のＸ軸に沿って、その中
心Ｏに対して対称的に基礎Ｇの上に数個（本実施例にお
いては３個）の免震ユニット（以下、「Ｓユニット」と
呼ぶ）及びＸ軸に沿って各免震ユニット、すなわち、Ｓ
ユニットの中間に、数個（本実施例においては、２個）
の回転防止ユニット（以下、「Ｒユニット」と呼ぶ）Ｒ
を配置して構成されている。ただし、図１及び図２に
は、回転防止装置付床免震装置５０は、Ｙ−Ｙ軸のほぼ
左半分だけが示されている。

【００１１】これらの内、床構造Ｆは、本実施例におい
ては、それが多数のＩ型鋼を平盤状に適宜に組み合わ
せ、それらを相互に接合することにより、強固な床構造
とされているものとして示されている。

【００１２】次に、免震ユニット（Ｓユニット）、軸受
ユニット（Ｂユニット）及び回転防止ユニット（Ｒユニ
ット）のそれぞれの構成の詳細及び作用の概要を説明す
る。

【００１３】（１）免震ユニット（Ｓユニット）本実施例においては、このＳユニットは、基本的には、
本出願人が所有する特許第１，３９７，０２６号（特願
昭５５−７４９８４号）（昭和５５年６月５日出願）
（特公昭５８-３６１４５号公報）の発明「免震床」
（以下、単に「免震床」と呼ぶ）の、特に、その図面の
第４及び５図に示された実施例のものを基本構成とする
ものとしてある（なお、これらの図が、添付図面に図３
及び図４として転記してある）。すなわち、この「免震
床」は、その明細書の「発明の詳細な説明」の項の記載
及び図３及び４から分かるとおり、正方形状の輪郭を有
している水平な台枠１の上には、より小さな正方形の輪
郭を有している架台２が、低摩擦要素３を介して台枠１
に対して水平に滑動自在に配置されていると共に台枠１
の周辺には、架台２の周辺を適宜の間隔を有して包囲す
るように垂直壁５が設けられており、また、架台２の各
隅部には、ほぼＬ字形の横断面を有しているばね接続治
具１０₁〜１０₄が、それぞれ、配置されており、各ばね
接続治具の対向している各端部は、それぞれ、水平な引
っ張りコイルばね１１を介して架台２の各辺に沿って連
結されており、また、各ばね接続治具１０₁〜１０₄は、
その角部を、それぞれ、架台２が正常位置にある状態に
おいて、対向する垂直壁５の各隅部に、ロープ、チエン
などの一定長さまでの引っ張りに対しては抵抗しない
が、一定長さ以上に引っ張ると抵抗し、圧縮に対しては
抵抗しない適宜な構成を有する止め治具１３₁〜１３₄に
よって、それぞれ、連結されて構成されている。

【００１４】そして、このような構成を有している「免
震床」は、架台２が地震力などの作用により台枠１に対
して移動した場合には、移動方向にあるばね接続治具１
０₁〜１０₄は、架台２が止め治具１３から抵抗を受ける
ことが無いので、架台２と一緒にその方向に動くのに対
し、移動方向と反対方向にあるばね接続治具１０₁〜１
０₄は、その移動を止め治具１３により阻止されるの
で、これらのばね接続治具１０₁〜１０₄に各端部を連結
されている引っ張りコイルばね１１は延伸し、従って、
架台２は、これらの延伸された引っ張りコイルばね１１
によって復元力を与えられるようになる。なお、図３及
び４には、１例として、架台２が図で見て右方へ移動し
た状態で示されており、この移動方向と反対方向にある
ばね接続治具１０₃，１０₄が、止め治具１３₃，１３₄に
よりその移動を阻止されているので、これらの止め治具
１３₃，１３₄に接続された引っ張りコイルばね１１の端
部はそのままの位置を保持するが、引っ張りコイルばね
１１の他端部は、移動方向にあるばね接続治具１０₁，
１０₂に接続されており、これらの接続治具１０₁，１０
₂は、これらに接続されている止め治具１３₁，１３₂に
より移動を阻止されることが無いので、引っ張りコイル
ばね１１の他端部は、ばね接続治具１０₁，１０₂を介し
て延伸され、従って、架台２の並進及び回転の両運動に
対して、有効に復元力が与えられていることが分かる。

【００１５】本発明のＳユニットは、上記のような構成
及び作用を有している「免震床」を基礎として構成され
いる。すなわち、Ｓユニットは、図５及び６に示すよう
に、「免震床」の「台枠１」及び「架台２」が、それぞ
れ、基礎Ｇ及び床構造Ｆに一応対応しているが、正確に
は、「架台２」は、床構造Ｆの下面に固着された水平
な、正方形状の平面輪郭を有するように垂直壁から組み
立てられた枠状の架台２として構成されており、それら
の垂直壁は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行と
なるようにされており、また、その各角部に配置された
「ばね接続金具１０₁〜１０₄」は、図５及び６において
は、それらと同一の参照数字１０₁〜１０₄を付けられて
示されている。

【００１６】更に、これらのばね接続治具１０₁〜１０₄
の対向している各端部は、「免震床」の場合と同様に、
それぞれ、架台２の各垂直壁に沿って配置された水平な
引っ張りコイルばね１１を介して相互に連結されている
外、それらのばね接続治具１０₁〜１０₄の各角部は、架
台２の各対角線の延長線上において基礎Ｇに、「免震床」
の「垂直壁５」の各角部に対応して設置されている各止め
金具１５₁〜１５₄に、それぞれ、止め治具１３₁〜１３₄
を介して連結されている。なお、この止め治具１３₁〜
１３₄のそれぞれは、引っ張り力に対しては抵抗を与え
るが、圧縮力に対しては、何らの抵抗をも与えない、例
えば、ロープ、チエーンなどから構成されることは、
「免震床」の場合と同様である。

【００１７】なお、「免震床」において「架台２」の下
面に配置されている「低摩擦要素３」は、本発明におい
ては、床構造Ｆを基礎Ｇの上に滑動自在に支持するため
の軸受ユニット（Ｂユニット）に置き換えられている
が、このＢユニットについては、後に説明をする。

【００１８】Ｓユニットは、上記のような構成を有して
いるが、これが「免震床」と同様に、床構造Ｆに対して
免震作用を行うことは、その構成が「免震床」のそれと
基本的に同一であることから、容易に分かるところであ
る。すなわち、このＳユニットにおいては、地震力など
の作用により床構造Ｆが基礎Ｇに対して相対的にＸ軸方
向、又は、Ｙ軸方向に変位した場合には、床構造Ｆと一
緒に架台２も同一方向に変位するが、この場合、その変
位方向に配置されているばね接続治具１０₁〜１０₄の対
応する組の内、変位方向と反対方向に位置するばね接続
治具は、止め治具１３₁〜１３₄の内の対応する組により
変位することを阻止されるのに対し、変位方向に位置す
るばね接続治具の組は、止め治具１３₁〜１３₄の内の対
応する組によって抵抗されることが無いので、これらの
ばね接続治具の組は、それらのばね接続治具の間に接続
された引っ張りコイルばね１１を延伸しながらその方向
に変位をする。従って、床構造Ｆは、引っ張りコイルば
ね１１により、復元力を与えられることとなり、制振作
用を受けることとなる。なお、Sユニットは、原則とし
て、床構造Ｆの重量を負担すること無く、単に、それに
制振作用を与えるだけである。

【００１９】（２）軸受ユニット（Ｂユニット）Ｂユニットは、図７及び８に示すように、基礎Ｇの上に
設置されるようにされた、ほぼ正八角形状の薄金属板か
ら成る基台２０と、その上面上に垂直中心軸の回りに回
転自在に設置された、低い高さを有する直立円筒状の玉
軸受部材２１と、その頂部に設置されたコイルばね２２
とから成り立っており、コイルばね２２の上端部に、床
構造Ｆの下面が固着されるようになっている。このＢユ
ニットは、「免震床」の「低摩擦要素３」としての作用
を行うものであり、床構造Ｆの重量の大半を、コイルば
ね２２を介して弾性的に支持すると共に床構造Ｆが地震
の際に、基礎Ｇの上を拘束されること無く、ある程度の
水平移動を可能とするものである。このために、例え
ば、図９に示すように、軸受部材２１を、その本体２１
₀の下端部に、下端面から横断面が、ほぼ、だ円形状の
環状溝２１₁を形成し、この環状溝２１₁の内部には、環
状溝２１₁の内面輪郭に対応するが、それよりは縮小さ
れた外面輪郭の環状面２５₁及び底面２５₂を備えた核部
材２５を配置し、これを本体２１₀に適宜な手段により
一体に固着するようにし、更に、これらの環状溝２１₁
の内面と、環状面２５₁との間の間隔内及び環状面２５₁
の底面２５₂と基台２０の上面との間の空間内には、多
数の鋼球２６を装入するようにする。このように構成す
ることにより、玉軸受部材２１は、基台２０の上に、鋼
球２６を介して円滑に転がり自在に配置されるようにな
る。

【００２０】（３）回転防止ユニット（Ｒユニット）回転防止ユニットＲは、図１０及び１１に示すように、
基礎Ｇの上に設置されるようになっている台枠３０と、
その上にＹ軸方向に移動自在に設置された１個のＹ方向
架台３１と、その上にＸ軸方向に移動自在に設置される
と共にＹ軸方向に間隔を置かれた１対のＸ方向架台３２
とから構成されている。まず、Ｙ方向架台３１は、台枠
３０の上にＸ軸方向に間隔を置いてＹ軸方向に設置され
た１対のＹ方向レール３１₁と、これらのＹ方向レール
３１₁のそれぞれの上を滑動する、Ｙ軸方向に間隔を置
かれた各１対のＹ軸直線運動部材３１₂を下面に有して
いる、ほぼ長方形状の平面輪郭を有しているＹ−Ｙ方向
架台本体３１₀と、その上面にＹ軸方向に間隔を置かれ
ると共にＸ軸方向に間隔を置かれて設置された各１対ず
つのＸ軸直線運動部材３１₃とから構成されている。

【００２１】次に、Ｘ方向架台３２のそれぞれは、下面
にＸ軸方向に間隔を置かると共にＹ方向架台３１の各２
個のＸ軸直線運動部材３１₃を滑動自在に支持してい
る、Ｘ軸方向に１本のＸ方向レール３２₁が設置されて
いる、ほぼ長方形状の平面輪郭を有しているＸ方向架台
本体３２₀とから構成されている。そして、床構造Ｆ
は、その下面において、各Ｘ方向架台３２の架台本体３
２₀の上面に、Ｘ軸方向に等間隔に直立して設置された
３個のコイルばね３３により弾性的に支持されるように
なっている。

【００２２】このように、この回転防止ユニット（Ｒユ
ニット）Ｒは、コイルばね33を介して床構造Ｆの重量の
一部分を分担して弾性的に負担するが、その主要な目的
は、地震の際に、床構造Ｆが免震ユニット（Ｓユニッ
ト）Ｓにより制振される振動方向を、Ｘ方向架台３１及
びＹ方向架台３２により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に規制
し、床構造Ｆが受けることのある平面内回転(ヨーイン
グ)を防止することにあるものである。

【００２３】本発明の１実施例は、上記のような構成を
有しているが、その総合的な作動を説明すると、次ぎの
ようである。床構造Ｆは、軸受ユニット（Ｂユニット）
Ｂにより、基礎Gの上に、地震の場合に、それに対して小さ
な相対水平移動が可能であるように支持されており、ま
た、地震の際におけるX軸方向、又は、Y軸方向の水平振動
は、免震ユニット（Ｓユニット）Ｓにより制振されるよ
うになっている。しかしながら、Sユニットは、X軸及びY軸
方向の水平振動を制振することは出来るが、その構成上、
これらの方向以外の方向の振動力に対しては、多少の自
由度を有しているので、特に、床構造Fが、本実施例におけ
るように、X軸方向に細長い平面輪郭を有している場合に
は、これがその中心Ｏの回りにX-Y面内において回転運動
(ヨーイング)を行うことを回避することは出来ない。し
かしながら、このヨーイングは、本発明装置５０による
と、回転防止ユニットＲのＸ方向架台３２及びＹ方向架
台３１が、それぞれ、Ｘ方向レール３２₁及びＹ方向レ
ール３１₁により、それぞれの方向に規制されるので、
このヨーイングは、回転防止ユニットＲにより有効に阻
止されることとなる。

【００２４】この状態を模式的に略図により示すと、図
１４及び１５のとおりとなり、これらの図を、ヨーイン
グが規制されない場合を示す対応する略図である図１２
及び１３と対比する時は、本発明の効果が良く理解され
ることが出来るところである。

【００２５】

【発明の効果】本発明による回転防止装置付床免震装置
は、上に説明をしたような構成及び作用を行うものであ
るので、この装置を、特に、細長い、ほぼ長方形状の平
面輪郭を有している平盤状の床構造に使用した場合には（１）床構造が平面内回転運動を受けること無く、免
震されること（２）地震の際に、床構造と、固定床との間の相対変
位を小さくすることが出来ること（３）従って、あらかじめ、床構造の周辺と、固定床
の周辺との間に大きな緩衝空間を設けて置く必要が無
く、デッドスペースを小さくすることが出来ること（４）対応して、床構造の床面の有効利用を図ること
が出来ることなどの多くの優れた効果を与えることが出来るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の１実施例を備えた免震床
を、その対称軸に対するほぼ半分を示す平面図である。

【図２】その正面図である。

【図３】その１構成要素である免震ユニット（Ｓユニッ
ト）の基本構成である「免震床」の１実施例を示す平面
図である。

【図４】その正面図である。

【図５】この基本構成による本発明の他の構成要素であ
る免震ユニット（Ｓユニット）の平面図である。

【図６】その正面図である。

【図７】同じく、他の構成要素である軸受ユニット（Ｂ
ユニット）の平面図である。

【図８】その正面図である。

【図９】それを構成している玉軸受部材の半縦断正面図
である。

【図１０】同じく他の構成要素である回転防止ユニット
（Ｒユニット）の平面図である。

【図１１】その正面図である。

【図１２】回転防止ユニットを備えていない、平面輪郭
が正方形状である免震床の地震時の挙動を示す模式図で
ある。

【図１３】同じく、細長い長方形状の平面輪郭を有して
いる免震床の同様の図である。

【図１４】図１２に示した免震床に、本発明による装置
が備えられたた場合における図１２に対応する模式図で
ある。

【図１５】図１３に示した免震床に対する同様な模式図
である。

【符号の説明】

１台枠２架台１０ばね接続治具１１引っ張りコイルばね１３ひも部材１５止め金具２０基台２１玉軸受部材２２コイルばね２５核部材２６鋼球３０台枠３１Ｙ方向架台３２Ｘ方向架台３３コイルばねＢ軸受ユニット（Ｂユニット）Ｆ床構造Ｒ回転防止ユニット（Ｒユニット）Ｓ免震ユニット（Ｓユニット）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮野宏東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株式会社音振動部内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04F 15/18 601 E04H 9/02 331 F16F 15/02 F16F 15/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直角座標系のＸーＹ軸方向に広がってい
る水平な基礎の上に、これから間隔を置いてそれと平行
に、Ｘ軸方向に細長く且つＹ軸に対して対称的に配置さ
れた、ほぼ長方形状の平面輪郭を有している平盤状の床
構造を、その周辺部において数個の直立軸受ユニットを
介して水平変位自在に支持し、また、床構造の長手方向の
中心線であるＸ軸に沿って基礎との間に数個の免震ユニ
ットを配置し、各免震ユニットが、Ｘ軸方向に間隔を置い
て床構造の下面に固着された、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に
各垂直辺を有しているほぼ正方形状の枠組から成る架台
と、その各角部分に配置された、ほぼＬ字形の横断面を
有しているばね接続治具と、そ対向する各端部を連結す
る、架台の各垂直辺に沿って配置された引っ張りコイル
ばねと、ばね接続治具の各角部と、基礎の上に架台の対角
線の延長線の上において設置された各止め金具との間に
配置されたひも部材とから成り立っており、また、床構
造と基礎との間の間隔内に、床構造の変位をＸ軸及びＹ
軸方向に規制するための回転防止ユニットを配置し、こ
れを基礎と床構造とに連結して成ることを特徴とする回
転防止装置付床免震装置。
【請求項２】回転防止ユニットが、基礎の上に設置さ
れるようにされた台枠と、その上にＹ軸方向に移動自在
に設置されたＹ方向架台と、その上にＸ軸方向に移動自
在に設置されたＸ方向架台とから構成されており、Ｙ方
向架台は、台枠の上にＸ軸方向に間隔を置いてＹ軸方向
に設置された１対のＹ方向レールと、これらのＹ方向レ
ールのそれぞれの上を滑動する、Ｙ軸方向に間隔を置か
れた１対ずつのＹ軸直線運動部材を下面に有している、
ほぼ長方形状の平面輪郭を有しているＹ方向台本体と、
その上面にＸ軸方向に間隔を置かれて設置された１対ず
つのＸ軸直線運動部材とから構成されており、また、Ｘ
方向架台は、Ｙ方向架台の各１対のＸ軸直線運動部材
を、それぞれ、滑動自在に支持しているＸ方向レールが
下面に設置されている、ほぼ長方形状の平面輪郭を有し
ている１組のＸ方向架台本体とから構成されており、床
構造が、その下面において、Ｘ方向架台本体の上面に、
Ｘ軸方向に間隔を置いてに直立して設置されている数個
のコイルばねを介して弾性的に支持されるようになって
いる請求項１の回転防止装置付床免震装置。
【請求項３】数個の回転防止ユニットが、基礎の上に
Ｘ軸に沿って、各免震ユニットの間に配置されている請
求項１又は２の回転防止装置付床免震装置。