JP3131271B2 - 防振支承 - Google Patents

防振支承

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JP3131271B2
JP3131271B2 JP04065516A JP6551692A JP3131271B2 JP 3131271 B2 JP3131271 B2 JP 3131271B2 JP 04065516 A JP04065516 A JP 04065516A JP 6551692 A JP6551692 A JP 6551692A JP 3131271 B2 JP3131271 B2 JP 3131271B2
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清之輔 加藤
輝男 佐々木
あけみ 川那辺
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は防振支承に関し、詳しく
は建築物周辺の交通振動、建築物内の他室の設備から発
生する振動や地震による振動が建築物の床を経由して伝
達し、建築物内に設置されたコンピュータ、精密計測機
器や精密加工機器などの機器類が振動して機能停止や横
転などすることを未然に防止するため、コンピュータ等
の機器類が載置される床などの上部構造物を、スラブ等
の下部構造物上に揺動自在に支持することにより、上記
振動を絶縁して機器類を振動から保護する防振支承に関
する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータ、精密計測機器や精密加工
機器などの機器類が載置された床などの上部構造物を、
スラブ等の下部構造物上に揺動自在に支持することによ
り、建築物周辺の交通振動、建築物内の他室の設備から
発生する振動や地震による振動を絶縁して機器類を振動
から保護する防振支承としては、特公昭60−2558
0号公報に開示されたものがある。
【0003】この防振支承は、全体として扁平な転動体
を剛性の大きい材料で構成してあり、その上下面にはそ
れぞれ中央部の上下端を水平にしたすわり面が形成して
あり、このすわり面を除く上下面はそれぞれ滑らかな曲
面で形成してある。この転動体の曲面の曲率半径の和は
転動体の厚さよりも大きくなっている。支持体は、上面
に転動体を支持する水平な支持面が形成してあり、被支
持体も、下面に転動体に当接する水平な被支持面が形成
してある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに特公昭60−25580号公報に開示された防振支
承は、水平微小地震時には被支持体が動かないように
し、かつ、水平大地震に対しては地震荷重を考慮しなく
てすむようにしている。
【0005】しかしながら、転動体が剛性の大きい材料
であるため、鉛直方向の振動に対しては何ら作用せず振
動を伝えてしまい、水平方向の振動に対しても条件によ
っては転動体が転動する前に滑動してしまって所期の防
振性能を発揮しないという問題があった。また、上記防
振支承では被支持体の水平レベルを調整することが困難
であり実用性に欠けるという問題もあった。
【0006】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて提
案されたもので、その目的とするところは、簡単な構造
により鉛直及び水平方向の振動をその大小にかかわりな
く速やかに吸収できて安定した復元力を確保でき、長期
使用に耐え得る耐久性に優れた防振支承を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、上部構造物と下部構造
物の間に挟まれ、上部構造物を下部構造物上に水平方向
に揺動自在に支持するものにおいて、上部構造物の下面
及び下部構造物の上面に粘弾性材料からなる上部及び下
部曲面受座を設け、その上部及び下部曲面受座に、水平
方向に張り出す上部及び下部支持平板を傾動自在に嵌装
し、上部及び下部支持平板を支柱で連結し、上部及び下
部曲面受座の上部及び下部支持平板との当接面の曲率半
径を、その中央部で相対的に小さく、周辺部で相対的に
大きくしたことを特徴とする。
【0008】また、上記上部及び下部曲面受座の上部及
び下部支持平板との当接面を、その中央部から周辺部に
かけて曲率半径が連続的に変化する非球面とすることが
望ましい。
【0009】
【作用】本発明に係る防振支承では、各種振動入力時、
粘弾性材料からなる上部及び下部曲面受座が弾性変形す
ることにより鉛直方向及び水平方向の微小振動を吸収
し、尚且つ、水平方向の大振動に対しても滑動せずに復
元力が作用する。この時、上記上部及び下部曲面受座で
は、上部及び下部支持平板との当接面の曲率半径をその
中央部で相対的に小さく、周辺部で相対的に大きくした
ことにより、長期使用により上部及び下部曲面受座の中
央部に永久変形が生じても、中央部が平坦になるのを避
けることができ、全体に球面を維持するので、安定した
復元力を確保することができる。
【0010】
【実施例】本発明に係る防振支承の一実施例を図1乃至
図5を示して説明する。
【0011】図1に示す防振支承(1)は、例えばコン
ピュータ、精密計測機器や精密加工機器などの機器類が
載置される上部構造物である防振床(2)と下部構造物
である建築物内のスラブ(3)との間に設置される。
【0012】この防振支承(1)において、(4)は防振
床(2)の下面に鋼板などの上部取付板(5)を介して固
着された上部曲面受座、(6)はスラブ(3)の上面に鋼
板などの下部取付板(7)を介して固着された下部曲面
受座である。この上下部曲面受座(4)(6)と上下部取
付板(5)(7)とは加硫接着等により一体的に形成され
る。上下部曲面受座(4)(6)の上面は後述するように
所定の曲率半径でもって曲面形成される。上下部曲面受
座(4)(6)と上下部取付板(5)(7)との中央部分に
はそれぞれ貫通穴(8)(9)が穿設されている。
【0013】(10)は鋼材、アルミ材等の金属或いは小
型軽量用の場合はプラスチック材などの硬質材料からな
る上部支持平板で、鉛直上下方向に突出する筒状のスタ
ッド(11)が一体的に形成され、このスタッド(11)の
中央に軸方向に沿って貫通形成された孔(12)に雌型の
右ねじ(13)が刻設される。上記スタッド(11)の上部
支持平板(10)から上方に突出する突部(14)は上部曲
面受座(4)の貫通穴(8)に嵌入される。尚、この突部
(14)は、上部支持平板(10)の傾動が容易なように上
方に向けて徐々に縮径するように曲面形成される。
【0014】(15)は上部支持平板(10)と同様、鋼
材、アルミ材等の金属或いは小型軽量用の場合はプラス
チック材などの硬質材料からなる下部支持平板で、鉛直
上下方向に突出する筒状のスタッド(16)が一体的に形
成され、このスタッド(16)の中央に軸方向に沿って貫
通形成された孔(17)に雌型の左ねじ(18)が刻設され
る。上記スタッド(16)の下部支持平板(15)から下方
に突出する突部(19)は下部曲面受座(6)の貫通穴
(9)に嵌入される。尚、この突部(19)は、下部支持
平板(15)の傾動が容易なように下方に向けて徐々に縮
径するように曲面形成される。
【0015】(20)は鋼材、アルミ材等の金属或いは小
型軽量用の場合はプラスチック材などの硬質材料からな
る支柱で、その中央部分にナット(21)が固着され、こ
のナット(21)から上部(22)に右ねじ(23)が刻設さ
れ、ナット(21)から下部(24)に左ねじ(25)が刻設
される。この支柱(20)の上下端には調整用の六角穴
(26)(27)が凹設される。上記支柱(20)は、その上
部(22)を上部支持平板(10)のスタッド(11)の下部
(28)から孔(12)に右ねじ螺合させると共に、下部
(24)を下部支持平板(15)のスタッド(16)の上部
(29)から孔(17)に左ねじ螺合させることによりター
ンバックルを形成する。尚、図中の(30)は防振床
(2)に上部曲面受座(4)及び上部取付板(5)の貫通
穴(8)と連通させて設けられた調整用穴である。
【0016】上記構成からなる防振支承(1)は、積載
される防振床(2)やその防振床(2)上に載置される機
器類の重量に合わせてスラブ(3)上に最適状態で複数
個配置され、その平面的な配置パターンは、防振床
(2)上に載置される機器類の配置〔重心位置〕に基づ
く鉛直荷重分布により設計され、アンカ〔図示せず〕等
に取り付けられた所定の広さを持つ防振床(2)が設置
される。
【0017】この防振支承(1)では、機器類の配置
〔重心位置〕の移動により鉛直荷重分布が変わったり、
その鉛直荷重分布が機器類の設置前での見込みと若干異
なったりした場合、防振床(2)の水平レベルを調整で
きる。即ち、防振床(2)の上方からの場合、防振床
(2)の調整用穴(30)から調整用治具を挿入し、上部
支持平板(10)のスタッド(11)の孔(12)内に配置さ
れた支柱(20)の上端の六角穴(26)を利用して上記支
柱(20)を回転させる。或いは、防振床(2)の下方で
の場合、調整用治具を支柱(20)の中央部分にあるナッ
ト(21)に嵌着し、支柱(20)を回転させる。このよう
にして支柱(20)を回転させることによりターンバック
ルを利用して上部支持平板(10)と下部支持平板(15)
との間隔を変えることによって各防振支承(1)の高さ
を変えて防振床(2)の水平レベルを調整する。
【0018】次に、建築物周辺の交通振動、建築物内の
他室の設備から発生する振動や地震による振動の発生時
での上記防振支承(1)の動作について説明する。尚、
図1は振動入力がない中立状態を示し、支柱(20)は垂
直状態に保持され、その支柱(20)の上下端にある上下
部支持平板(10)(15)は水平状態に保持されている。
【0019】上述した各種振動入力を受けた場合、鉛直
方向及び水平方向の微小振動については、支柱(20)の
上下部支持平板(10)(15)を受ける上下部曲面受座
(4)(6)が粘弾性体で形成されているため、この粘弾
性体の局部的な弾性変形により上記微小振動を速やかに
吸収してこの微小振動から防振床(2)を確実に絶縁す
る。上記粘弾性体は減衰性能に優れるため、鉛直方向及
び水平方向の微小振動に対して良好な減衰効果を発揮す
る。
【0020】また、水平方向の微小振動と共に水平方向
の大振幅の振動については、上下部支持平板(10)(1
5)がスタッド(11)(16)の突部(14)(19)で嵌着
された上下部曲面受座(4)(6)の上下部支持平板(1
0)(15)との当接面が曲面状であるため、上記支柱(2
0)及び上下部支持平板(10)(15)に後述するような
復元力が確実に作用して良好な防振性能を発揮する。
【0021】ところで、上記上下部曲面受座(4)(6)
の上面は、以下に詳述する曲率半径を有する。尚、図
2、図4及び図5は下部曲面受座(6)のみを示すが、
上部曲面受座(4)についても同様である。
【0022】仮に、図2に示すように上下部曲面受座
(4)(6)の上面を曲率半径R0の球面とすると、図3
に示すように水平変位Xの増加に対してほぼ直線的に復
元力が増加する直線状復元特性(a)となる。ここで、
本出願人は、上記上下部曲面受座(4)(6)の上面を球
面とした防振支承を先に提案している〔特願平2−28
6669号〕。
【0023】しかしながら、上記防振支承(1)を長期
間使用した場合、上下部曲面受座(4)(6)が上部構造
物による大きな鉛直荷重を長期間受け続けることにな
り、図4に示すように上下部曲面受座(4)(6)の中央
部D1に圧縮永久歪みが生じて、その部分の見掛け上の
曲率半径がR0よりも大きいR1となる。その結果、図3
に示すように水平変位Xが小さい場合、鉛直荷重を曲率
半径R1が大きい中央部D1で受けるため復元力が急激に
増加し、水平変位Xが大きい場合、鉛直荷重を曲率半径
0が小さい周辺部D0−D1で受けるため復元力の増加
が小さくなって頭打ち状態のS字状復元特性(b)とな
る。このようなS字状復元特性(b)は、微振動に対し
て硬く、大振動に対して軟らかく、復元しにくく転倒し
やすい不安定状態となりやすいことが判明した。
【0024】そこで、本発明に係る防振支承(1)で
は、上下部曲面受座(4)(6)の上面の曲率半径をその
中央部で相対的に小さく、周辺部で相対的に大きくす
る。例えば、図5に示すように上下部曲面受座(4)
(6)の中央部D2の曲率半径R2を小さく、その周辺部
0−D1の曲率半径R0を大きく、上記中央部D2と周辺
部D0−D1との間の中間部D1−D2の曲率半径R1をそ
の中間に設定する。具体的に、上下部曲面受座(4)
(6)の頂部間の高さをh〔図1参照〕とした場合、中
央部D2の曲率半径R2をR2=0.5h、中間部D1−D
2の曲率半径R1をR1=1h、周辺部D0−D1の曲率半
径R0をR0=2h〜5h程度とすることが好ましく、そ
の曲率半径が変わる境界部分では曲面が不連続となるの
で、中央部D2から周 辺部D0−D1にかけてその曲率半
径がR2=0.5hからR0=2h〜5hとなるように連
続的に変化させた非球面とすることが最適である。
【0025】上記防振支承(1)では、上述したように
上下曲面受座(4)(6)の上面を非球面としたことによ
り、図3に示すように水平変位Xが小さい範囲では小さ
い復元力となり、水平変位Xが大きくなると復元力が漸
増する逆S字状復元特性(c)が得られる。これによ
り、スラブ(3)の微小水平振動〔水平変位Xが小さい
範囲〕に対しては、防振床(2)に伝達される力が小さ
く、即ち、上記振動が伝わりにくい。一方、地震等によ
るスラブ(3)の大きな水平振動〔水平変位Xが大きい
範囲〕が入力された場合、復元力が急激に増加するの
で、防振床(2)の変位は適当に制約されてその振動を
可及的に抑制することができる。
【0026】また、防振支承(1)を数十年程度長期使
用したとしても、上下部曲面受座(4)(6)の中央部に
おいてその厚みの約10%程度の永久変形を生じるが、そ
の上面形状が球面に近似するに止まるため、復元特性に
おいては、図3に示す逆S字状復元特性(c)から直線
状復元特性(a)に移行するだけで、S字状復元特性
(b)となることを回避することができる。
【0027】尚、上記実施例では、上下部曲面受座
(4)(6)の上面を非球面とした場合について説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、上記非球面以
外の曲面とすることも可能である。
【0028】また、上記実施例では床防振について説明
したが、本発明は床防振以外の防振構造に適用可能であ
ることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】本発明に係る防振支承によれば、下部構
造物の鉛直方向及び水平方向の微小振動に対しては、上
下部曲面受座の粘弾性体の局部変形により速やかに吸収
され、上記微小振動から上部構造物を確実に絶縁できる
と共に良好な減衰効果を発揮する。また、水平方向の大
振幅の振動に対しても、復元力が確実に作用して良好な
防振性能を発揮する。更に、長期使用により上下部曲面
受座の中央部に圧縮永久歪みが生じても、安定した復元
力を確保して良好な防振性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る防振支承の一実施例を示す断面図
【図2】上部曲面受座の上面を球面とした場合を示す模
式図
【図3】水平変位に対する復元力の関係を示す特性図
【図4】図2の上部曲面受座を長期使用した結果その中
央部に圧縮永久歪みが生じた状態を示す模式図
【図5】本発明で上部曲面受座の上面を非球面とした場
合を示す模式図
【符号の説明】
1 防振支承 2 上部構造物 3 下部構造物 4 上部曲面受座 6 下部曲面受座 10 上部支持平板 15 下部支持平板 20 支柱 D2 中央部 D0−D1 周辺部 R0、R1、R2 曲率半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−160248(JP,A) 実公 昭58−34179(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04F 15/18 601

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部構造物と下部構造物の間に挟まれ、
    上部構造物を下部構造物上に水平方向に揺動自在に支持
    するものにおいて、 上部構造物の下面及び下部構造物の上面に粘弾性材料か
    らなる上部及び下部曲面受座を設け、その上部及び下部
    曲面受座に、水平方向に張り出す上部及び下部支持平板
    を傾動自在に嵌装し、上部及び下部支持平板を支柱で連
    結し、上部及び下部曲面受座の上部及び下部支持平板と
    の当接面の曲率半径を、その中央部で相対的に小さく、
    周辺部で相対的に大きくしたことを特徴とする防振支
    承。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の上部及び下部曲面受座の
    上部及び下部支持平板との当接面を、その中央部から周
    辺部にかけて曲率半径が連続的に変化する非球面とした
    ことを特徴とする防振支承。
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US5881514A (en) * 1997-05-30 1999-03-16 Pryor; John D. Rod tie system for enhancing the interconnection between the walls and roof framing systems of tilt-up buildings and the like

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