JP2881454B2 - 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、減衰作用を働くダンパー及び復元
作用を働くバネ機構と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
バネ・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。

特開昭62−86265号公報に記載された床免震装置は、
バネ・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
板を免震床に取付けた構成の粘性ダンパーが使用されて
いる。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。

本発明が解決しようとする課題 上記特開昭62−86265号公報に記載された床免震装置
のダンパー作用部は、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粘性液体を収容し
た容器の側壁に反力受け部を形成し、コイルバネから反
力受け部までの間に剛性のあるフラットバーを使用し、
同フラントバーには前記反力受け部に止まるストッパー
を取り付け、フラットバーから抵抗板の中立位置までの
間は可撓性のあるチエンで連結した構成を不可欠の条件
としている。したがって、ダンパー作用部はバネ部とダ
ンパー部とが一体となり、トリガー機能を付与する作業
等は現場における作業となるため、ダンパー作用部の組
付け作業が面倒で、設置に手間がかかるうえ、トリガー
機能に正確性を期し難く、ダンパー性能に悪影響を及ぼ
す恐れがあり、これらが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、請
求項１に記載した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、 （ａ） ダンパー作用部は、免震床２に選択された任意
の拘束位置に設置された粘性ダンパー４、及び任意の拘
束位置Ｐを中心として放射方向に配置された複数のバネ
機構12との組合せから成ること、 （ｂ） 粘性ダンパー４は、建物躯体に固定され粘性液
体4bを収納した容器4aと、前記容器4a内の粘性液体4b中
に浸漬され容器底との間に一定の平行間隙ｓを設定され
免震床２に固定された抵抗板4dとで構成されているこ
と、 （ｃ） バネ機構12は、シリンダ12a内にプランジャー1
2bが摺動自在に内蔵されたプランジャー型シリンダと、
このプランジャー型シリンダの外周に巻装された引張り
バネ11とから成り、前記引張りバネ11の前端はシリンダ
12aの前部に接離自在でプランジャー12bと共に移動する
バネ受け31に定着されており、一方、前記シリンダ12a
の後端部には建物躯体と連結するためのタイロッド32が
突出され、このタイロッド32の外周に雄ネジ32aが形成
され、タイロッド32の前記雄ネジ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、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
構が構成されていること、 （ｄ） 前記バネ機構12は、その一端を構成する前記プ
ランジャー12bのバネ受け31が可撓連結体を介して免震
床２の前記拘束位置Ｐに連結され、他端の前記タイロッ
ド32が建物躯体と連結されており、そのプリテンション
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
入されることをそれぞれ特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した床免
震装置において、バネ機構のプランジャー12bのバネ受
け31に、免震床２の拘束位置Ｐに向かって延びるチエン
15が取付けられ、このチエン15が直接前記免震床２の拘
束位置Ｐに連結されていることも特徴とする。

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
用を働く。ダンパー作用部を構成する粘性ダンパー４
は、粘性液体4b中の抵抗板4dに働く粘性抵抗に基ずく減
衰作用を360゜全方向に働き、もって地震入力に対して
免震床２が過大な変形をすることを抑制する。

バネ機構12は、免震床２の振動を長周期化し、免震の
実効をあらしめる。そして、振動（移動）した免震床２
を元の中立位置へ戻す働きをする。

バネ機構12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が収縮し又は伸長される。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）が独立して設定さ
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、平常時にはシリンダ12a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12a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。しかも
この調整や設定は工場でも現場でも場所を選ばずにどこ
でもできる。その結果、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
複数のバネ機構12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はバネ機構12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機構12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粘性ダンパー４の粘性抵抗が
減衰作用として働き、免震床２の過大な変形が抑制され
る。同時に、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、復元動作中の免震床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）のバネ機構12の復元作
用、及び粘性ダンパー４の減衰作用とが働くことにな
る。このとき圧縮方向側に位置するバネ機構12は、その
可撓連結体15が屈曲変形するだけでプランジャー12b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。

粘性ダンパー４は、振動の向きにかかわらず、免震床
２の移動方向に応じて常に一定の減衰力が働く。

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の平面図
を簡単に示している。図中１が移動支承部で、４が粘性
ダンパー、12がバネ機構である。

移動支承部１は、免震床２の積載荷重の大きさ及びそ
のばらつき具合い並びに支持の安定性などを考慮して適
正なピッチで配置されている。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。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とバネ機構12と
の関係と配置の詳細を示している。本実施例は、選択さ
れた位置の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）にバネ機構12を
ほぼ水平な配置で設置した構成とされている。

バネ機構12の構成の詳細は第５図と第６図に示したよ
うに、シリンダ12a内にプランジャー12bが摺動自在に組
み立てられたプランジャー型シリンダと、このプランジ
ャー型シリンダの外周に巻装された引張りバネ11とで構
成されている。引張りバネ11の前端は、シリンダ12aの
前端部に接離自在でプランジャー12bと一体的関係で合
一に移動するバネ受け31に定着されている。

前記シリンダ12aの後端部のシリンダヘッド33には、
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により固定した同タイロッド32が
突出されている。タイロッド32の外周には雄ネジ32aが
形成されている。タイロッド32の前記雄ネジ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にて阻止されてい
る。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、もってプリテンション導入機構が構成されてい
る。

上記バネ機構12のタイロッド32は、第２図と第３図に
示したように、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、プランジャー12
bの前端部に設けた継手23は、ピン21によってチエン15
（又はワイヤーでも可）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。

従って、上記プリテンション導入機構のダイアル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６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は伸長さ
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、平常時はシリンダ12a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が振動しよ
うとするのに対してトリガー機能（トリガー荷重）の効
果を奏する。

次に、粘性ダンパー４は、その主要な構造部分を第４
図に示し、また既に特開昭62−86265号公報などに記載
されて公知であるとおり、直径が約700mm、高さが約100
mmぐらいの浅型容器4aの中にシリコン等の高分子粘性物
質からなる粘性液体4bが収容されている。この浅型容器
4aは建物躯体の一部である固定床３に固定されている。
一方、免震床２から下向きに突設された伝達棒4cの下端
に抵抗板4dを取り付け、この抵抗板4dと浅型容器4aの底
との間に適度な大きさの平行間隙ｓが形成されている。

したがって、免震床２が移動すると、粘性液体4bの中
に浸漬された抵抗板4dに平行間隙ｓの大きさに逆比例す
る大きさの粘性抵抗が働き減衰作用が奏される。図示す
ることは省略したが、抵抗板4dの高さ、つまり平行間隙
ｓの大きさを調節する機構が付設される場合もある。

異なる実施例 （その１） 上記実施例は、特に第１図で明らかなよう
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
機構12を設置した構成になっているが、この限りではな
い。例えば第７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
て放射方向に複数のバネ機構12を配置し、移動支承部１
と粘性ダンパー４及びバネ機構12が個々バラバラの構成
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にバネ機構12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
造部材にバネ機構12の一端を連結して実施することもで
きる。バネ機構12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。

例えば上記のバネ機構12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が、免震
床２の上面側に於いて、バネ機構12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、バネ機構12
を上下方向に斜めの配置で設置し実施することができ
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３） 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
かぎらない。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、しかもこの操作は工場でも現場
でも場所を選ばずにできるので、設計面のみならず、実
際の使用状況に応じた最良の免震作用を容易、確実に実
現することができるから、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
って反力台や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なり、
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機構
の関係を示した平面図と立面図、第４図は粘性ダンパー
の主要構造を示した断面図、第５図と第６図はバネ機構
の構造詳細と動作を示した断面図、第７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）、12……バネ機構 ４……粘性ダンパー、12a……シリンダ 11……引張り用バネ、12b……プランジャー 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 22a……スリーブ部分 31,40……バネ受け

フロントページの続き (72)発明者 安部 重孝 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 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 (56)参考文献 特開 平１−182452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−86265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04F 15/18 601 F16F 15/00 - 15/32

Claims (2)

(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、 （ａ） ダンパー作用部は、免震床に選択された任意の
   拘束位置に設置された粘性ダンパー、及び任意の拘束位
   置を中心として放射方向に配置された複数のバネ機構と
   の組合せから成ること、 （ｂ） 粘性ダンパーは、建物躯体に固定され粘性液体
   を収納した容器と、前記容器内の粘性液体中に浸漬され
   容器底との間に一定の平行間隙を設定され免震床に固定
   された抵抗板とで構成されていること、 （ｃ） バネ機構は、シリンダ内にプランジャーが摺動
   自在に内蔵されたプランジャー型シリンダと、このプラ
   ンジャー型シリンダの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の前部に接離
   自在でプランジャー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、このタイロッドの
   外周に雄ネジが形成され、タイロッドの前記雄ネジにね
   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を定着してプリテンション導入機
   構が構成されていること、 （ｄ） 前記バネ機構は、その一端を構成する前記プラ
   ンジャーのバネ受けが可撓連結体を介して免震床の前記
   拘束位置に連結され、他端の前記タイロッドが建物躯体
   と連結されており、そ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、 をそれぞれ特徴とする床免震装置。
2. 【請求項２】バネ機構のプランジャーのバネ受けに、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、請求項１に記載した床免震装置。