JP6372033B2 - 防振減震装置 - Google Patents

Description

この発明は、防振減震装置に関するものである。

従来から、発電設備、変圧設備、又は屋外空調機等の機器（以下、「設備機器」という。）を載置することにより、当該設備機器の稼動による振動が設置面に伝わることを抑制する防振架台が種々提案されている（例えば、特許文献１）。

設備機器のなかでも、大型の設備機器は、建築物の地上階や地下に設けられることが一般的である。しかしながら建築物の地上階や地下は、津波等の水害時に被害を受けやすく、水害が発生した際には、設備機器が水没し、使用不可能となる虞があった。

特開平２−２６６１３５号公報

水害時の水没を防ぐためには、設備機器を建築物の中層階に設置することが求められる。
上述したように、設備機器は、運転時の振動が他の階へ伝わることを抑制するために、防振架台を設ける。一般的な設備機器が発する振動を効果的に抑制するためには、固有振動数が１Ｈｚ〜１５Ｈｚの防振架台を用いることが求められる。しかしながら、このような固有振動数を有する防振架台は、地震が発生した際の設置面の揺れに共振する虞がある。防振架台が地震の揺れと共振すると、設備機器と防振架台が地震の揺れを増幅し、設備機器の転倒のリスクが増す。特に、設備機器が中層階に設けられている場合には、増幅された揺れが建築物に伝わり、建築物の倒壊につながる虞がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、設備機器の稼動による振動が設置面に伝わることを抑制し、しかも地震発生時には揺れを増幅させることがなく減震（免震）の効果を奏することができる防振減震装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため本発明の防振減震装置は、設置面上に設けられ、圧縮空気が充填される内部空間を気密に囲む可撓性の外郭体を有する空気バネと、前記空気バネの内圧を制御する内圧制御部と、前記空気バネに支持され、設備機器を搭載する架台と、前記架台と前記設置面の間に間隙を介して設けられ、前記空気バネの内部に配置された免震支承と、地震による揺れを検知し検知結果を前記内圧制御部に送信する地震センサとを有し、前記免震支承が、前記架台の下面又は前記設置面の何れか一方の固定された滑り面と、前記架台の下面又は前記設置面の他方に固定され鉛直方向に延びる柱体と、前記柱体の先端に取り付けられた滑り部材と、を有する滑り支承であり、前記滑り支承は、前記滑り部材と前記滑り面との間に間隙を介し設けられ、地震発生時に前記地震センサが前記内圧制御部により前記空気バネの内圧を低下させ、前記架台を下降させて前記滑り部材と前記滑り面とを当接させて前記滑り支承により前記架台を支持させる構成であり、前記滑り面の周縁であって前記外郭体の内側に設けられて前記柱体と前記滑り面との水平方向の相対的な移動を制限する変位ストッパを備えたことを特徴とする。

また、上記の防振減震装置は、前記空気バネ用の作動流体としての空気を溜めるエアタンクと、該エアタンクと前記空気バネとの間の空気の出入を制御する制御弁と、該制御弁を介し空気の出入方向変更あるいは前記制御弁の閉塞状態を切り替えるレバー部を備えたバルブ部と、前記レバー部と前記架台を接続した連結軸が設けられ、前記架台と前記設置面の鉛直距離が適正距離の場合に前記連結軸が前記レバー部を水平に支持して前記制御弁を閉塞状態とし、前記架台と前記設置面の鉛直距離が適正距離から接近した場合に前記連結軸が前記レバー部先端を下降させて前記エアータンクから前記空気バネ側に空気を送る状態に切り替え、前記架台と前記設置面の鉛直距離が適正距離から離間した場合に前記連結軸が前記レバー部先端を上昇させて前記空気バネから空気を抜く状態に切り替えるものであっても良い。

また、上記の防振減震装置において、前記架台の周囲４方向にそれぞれ隙間を介し移動制限部が設けられたものであっても良い。

また、上記の防振減震装置において、前記地震センサは震度１〜震度４の地震時には前記空気バネの内圧を低下させず、震度５以上の地震時に前記滑り部材と前記滑り面とを当接させて前記滑り支承により前記架台を支持させるものでも良い。

また、上記の防振減震装置において、前記架台が平面視Ｘ方向に延びる複数のフレーム部材と平面視Ｙ方向に延びる複数のフレーム部材を井桁状に組み付けて構成され、前記架台の４隅のコーナー部分のそれぞれに前記空気バネが設置されたものでも良い。

本発明の防振減震装置は、空気バネを介して設置面上に設備機器が搭載されていることで、設備機器の振動を空気バネで吸収し、設置面に伝えることがない。
また、防振減震装置は、地震発生時に空気バネの内圧を低下させて、前記架台を下降させる。これにより、架台の支持は、空気バネによるものから免震支承によるものに切り替わる。免震支承による支持により、架台は、設置面に対し水平面上を相対的に変位ストッパが許容する範囲内で移動でき、地震の水平方向の揺れが架台に伝わりにくくなる。また、空気バネにより地震の揺れが増幅されることがなく、設備機器の転倒を防ぎ、さらに建築物に損傷を与えることを防ぐことができる。また、免震支承の場合、変位ストッパが柱体の移動を制限する範囲内で架台が移動する。

一実施形態に係る防振減震装置を示す平面図である。 一実施形態に係る防振減震装置を示す正面図である。 一実施形態に係る防振減震装置の空気バネの断面図である。 一実施形態に係る防振減震装置のレベリングバルブの正面図である。 一実施形態に係る防振減震装置における滑り支承の柱体の先端を示す上面図である。 一実施形態に係る防振減震装置の動作を示すための空気バネの断面図であり、図６（ａ）は振動が入力される前の状態を示し、図６（ｂ）は設備機器の振動、又は小規模な地震の揺れが入力された状態を示し、図６（ｃ）は大規模な地震の揺れが入力された状態を示し、図６（ｃ）は大規模な地震の揺れによって架台の移動が距離Ｗに達し変位ストッパが機能した状態を示す。

以下、一実施形態に係る防振減震装置１について図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また、各図には、必要に応じて水平方向がＸ−Ｙ平面となるＸ−Ｙ−Ｚ座標系を記載した。本明細書においては、これらの座標系に沿って各方向を定め説明を行う。

図１、図２に、本実施形態の防振減震装置１を、それぞれ平面図、正面図として示す。
防振減震装置１は、設置面Ｇの上に設置されており、支柱１０と、空気バネ５０と、空気バネ５０の内圧を制御する内圧制御部６０と、架台２０と、滑り支承（免震支承）３０と、地震センサ７０と、を主に有している。さらに、防振減震装置１は、架台２０の周囲を囲むように設置面Ｇに固定された移動制限部８０が設けられている。

防振減震装置１は、建築物の２階以上の床面を設置面Ｇとして設置される。防振減震装置１は、設置面Ｇ側から上方に向かって、支柱１０、空気バネ５０、架台２０が積層された構造を有する。また、空気バネ５０の内部には、滑り支承３０が設けられている。架台２０には、発電機や変圧器などの設備機器Ｍが搭載される。
以下に、本実施形態の防振減震装置１の各部について詳細に説明する。

＜架台＞
図１に示すように、架台２０は、Ｘ軸と平行に延びる３本のフレーム部材２１と、Ｙ軸と平行に延びる３本のフレーム部材２２とが組み合わされ接合された形状を有している。フレーム部材２１は、フランジが上下となるように配置されたＨ型鋼からなる。

フレーム部材２１、２２は、防錆処理型鋼やＦＲＰ材等からなる。本実施形態において特に説明がない場合は、架台２０を構成する各フレーム部材２１、２２は、防錆処理型Ｈ鋼であるものとする。
なお、各フレーム部材２１、２２の材質、形状、本数等は、架台２０に固定される設備機器Ｍの重量や当該設備機器Ｍの振動特性に従って適宜決定することが望ましい。

図２に示すように、架台２０は、４つの空気バネ５０を介し支柱１０上に支持されている。
架台２０には、設備機器Ｍを搭載可能な載置面２０ａが形成されている。設備機器Ｍは載置面２０ａにボルト等で固定されて搭載される。設備機器Ｍは、例えば発電機器であり、動力源であるエンジンの回転に伴う振動を生じる。架台２０は、設備機器Ｍと固定されていることで設備機器Ｍと共に振動する。

＜支柱＞
図２に示すように、設置面Ｇには、４つの支柱１０が立設されている。支柱１０は、アンカーボルトなどにより、設置面Ｇに強固に固定されている。支柱１０の上部には、それぞれ空気バネ５０が取り付けられている。
支柱１０の内部空間は、密閉された空洞となっており、高圧の空気が貯留されたエアタンク１０ａ（図３参照）となっており、空気バネ５０と連通して空気バネ５０の内圧と同じ圧力の空気が貯留されている。
なお、本実施形態の支柱１０は、それぞれ独立して配置されているが、支柱同士がフレーム部材を介し互いに固定された構造を有していても良い。

＜空気バネ（防振部材）＞
図２に示すように、空気バネ５０は、４つの支柱１０上にそれぞれ設けられ、架台２０を支持している。本実施形態において空気バネ５０の作動流体は空気であるが、これに限るものではない。

図３は、空気バネ５０の断面図である。空気バネ５０は、上端、下端にそれぞれ位置する上板５９及び下板５８と、上板５９及び下板５８の間に位置する可撓性のベローズ（外郭体）５５と、ベローズ５５を固定する一対のビードリング５６と、ベローズ５５の鉛直方向中間に配置される中間リング５７と、を有する。
空気バネ５０の内部空間５０ａには、圧縮空気が満たされてこの内圧により、架台２０を支持しつつ、防振機能を実現する。また、空気バネ５０の内部空間５０ａには、滑り支承３０が設けられている。

ベローズ５５は、圧縮空気が充填される空気バネ５０の内部空間５０ａを気密に囲む蛇腹形状のゴム材料である。ベローズ５５の上端及び下端には、それぞれビードリング５６が設けられている。各ビードリング５６は、ベローズ５５の外周を覆い、図示略の固定ボルトによって、上板５９又は下板５８に固定され、ベローズ５５の内部の気密性を保つ。
ベローズ５５の鉛直方向中央にはくびれ部５５ａが形成されており、当該くびれ部５５ａを囲むように中間リング５７が配置されている。

空気バネ５０の上板５９は、架台２０の下面２０ｂに、介在板２３を介し固定されている。また、空気バネ５０の下板５８は、支柱１０の天板１１に固定されている。

支柱１０の内部は、エアタンク１０ａとなっている。支柱１０の天板１１及び空気バネ５０の下板５８には、これらを貫通して空気バネ５０の内部空間５０ａとエアタンク１０ａを連通させる連通孔１２が設けられている。したがって、空気バネ５０の内部空間５０ａとエアタンク１０ａとは、同じ圧力の空気で満たされている。

定常状態（地震が発生していない状態）で空気バネ５０は、設備機器Ｍの振動に伴う架台２０の全方向の振動（即ち、鉛直方向と水平方向の振動）を設置面Ｇに伝えないような内圧に設定される。より具体的には、空気バネ５０は、鉛直方向、水平方向ともに、固有振動数を１Ｈｚ以上、１５Ｈｚ以下とすることが好ましい。これにより、設備機器Ｍの振動は、設置面Ｇにほとんど伝わることがない。

図４に示すように、支柱１０には、レベリングバルブ５１が設けられている。レベリングバルブ５１は、コンプレッサ等から圧縮空気を供給する供給配管（図示略）とエアタンク１０ａとの接続部に設けられている。レベリングバルブ５１は、架台２０の下降を検知して、架台２０が水平となる様に、空気バネ５０及びエアタンク１０ａの圧力を調整する。

図４にレベリングバルブ５１の正面図を示す。
レベリングバルブ５１は、エアタンク１０ａの圧力を調整する制御弁を備えたバルブ部５２と、バルブ部５２から水平方向に延びるレバー部５３と、当該レバー部の先端から鉛直上方に延びて反対側の先端が架台２０に取り付けられた連結軸５４と、を有する。連結軸５４の両端は回転可能なリンク機構となっており、設置面Ｇと架台２０との距離が変わるとそれに応じて、連結軸５４が上下しレバー部５３がバルブ部５２を中心に回転する。

初期状態においては、レバー部５３は、水平となっている。レバー部５３が水平となった状態では、バルブ部５２の内部の制御弁は閉塞されている。
設置面Ｇと架台２０との鉛直距離が近づくと、連結軸５４が下方に下がり、それに伴いレバー部５３が図４に示す正面視で右下に傾いた状態となる。これにより、バルブ部５２の内部において、エアタンク１０ａから空気バネ５０に供給する空気の制御弁が開放される。空気バネ５０に空気が供給されることで架台２０が上昇し、同時に連結軸５４が上昇してレバー部５３が徐々に左回転する。レバー部５３は、設置面Ｇとの距離が所定の範囲内となった段階で水平となり、バルブ部５２の制御弁が自動的に閉塞される。

設置面Ｇと架台２０との鉛直距離が所定の距離より離れている場合には、連結軸５４により、レバー部５３が図４に示す正面視で右上に傾いた状態となる。このとき、バルブ部５２において、空気バネ５０から空気を抜くように制御弁が開放される。空気バネ５０から空気が抜かれることで、架台２０は下降し同時に連結軸５４が下降してレバー部５３が徐々に右回転する。レバー部５３は、設置面Ｇと架台２０との距離が所定の範囲内となった段階で水平となり、バルブ部５２の制御弁が自動的に閉塞される。

レベリングバルブ５１は、設置面Ｇと架台２０との距離の変化に連動して空気バネ５０に対し空気を給排する。これにより、空気バネ５０の空気圧を調節して、設置面Ｇと架台２０との距離を一定に保つ。

＜内部制御部、地震センサ＞
図２に示すように、支柱１０には内圧制御部６０が接続されている。また、内圧制御部６０には、地震センサ７０が電気的に接続されている。地震センサ７０は、所定の震度の地震を検知した際に、検知結果を信号として内圧制御部６０に送信する。
地震センサ７０は、地面の揺れを検知するものであっても、設置面Ｇ（建築物の２階以上の床面）の揺れを検知するものであっても良い。

内圧制御部６０は、空気バネ５０及びエアタンク１０ａの内圧を低下させることができる。内圧制御部６０は、地震センサ７０の検知結果に基づき、空気バネ５０及びエアタンク１０ａの内圧を低下、又は開放させることができる。このとき、レベリングバルブ５１に接続される供給配管は、圧縮空気の供給を停止する。

内圧制御部６０は、地震の規模（震度）に応じて、内圧を制御することができる。一例として、以下のような制御を行うことができる。
内圧制御部６０は、震度１〜震度４程度の小規模、又は中規模の地震が発生した場合には、空気バネ５０の内圧を低下させない。また、内圧制御部６０は、震度５程度の地震が発生した場合には、空気バネ５０の内圧を低下させ、完全には開放させない。さらに、内圧制御部６０は、震度６以上の地震が発生した場合には、空気バネ５０の内圧を完全に開放する。

＜滑り支承（免震支承）＞
図３に示すように、滑り支承３０は、前記架台２０と前記設置面Ｇの間に間隙３３を介して設けられている。また、滑り支承３０は、空気バネ５０の内部空間（内部）５０ａに設けられている。
滑り支承３０は、滑り支持体３５と、柱体３１と、滑り部材３４と、を有している。

滑り支持体３５は、例えばステンレス鋼からなり、架台２０の下面２０ｂに、介在板２３及び上板５９を介し固定されている。滑り支持体３５は、滑り面３５ａと、滑り面３５ａの周縁に形成され、下方に延びる環状突出部（変位ストッパ）３５ｂと、を有している。滑り面３５ａは平滑であり、かつ塗装が施されていない。これにより、滑り支承３０の当接部である滑り部材３４との摩擦係数が低減されている。

柱体３１は、円柱形状を有し、設置面Ｇ側から上方に延びている。柱体３１は、その下端に設けられた土台部３２を介し空気バネ５０の下板５８に固定されている。柱体３１の先端（上端）には、保持部材３１ａが設けられている。保持部材３１ａは、滑り部材３４を保持している。

図５に、柱体３１の上面図を示す。図５に示すように、柱体３１の先端に設けられた保持部材３１ａには、３つの取付孔３１ｃが設けられている。各取付孔３１ｃには、滑り部材３４を取り付けられている。

滑り部材３４は、円柱形状を有し、保持部材３１ａの取付孔３１ｃから上方に若干突出するように嵌め込まれている。滑り部材３４は、滑り支持体３５の滑り面３５ａとの摩擦係数が低い材料からなり、一例としてナイロンなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。

図３に示すように、空気バネ５０の内圧が高められた状態において、滑り支承３０は、滑り部材３４と滑り支持体３５とのに間隙３３を形成する。
また、空気バネ５０の内圧を低下、又は開放させた状態では、架台２０が下降し、これに伴い滑り部材３４と滑り支持体３５の滑り面３５ａとが当接する。これにより、滑り支承３０により架台２０を支持する（後段において説明する図６（ｃ）参照）。滑り支承３０が架台２０を支持する場合には、水平方向の揺れが設置面Ｇに入力されると、滑り面３５ａが滑り部材３４に対して滑動する。これにより、免震機能を果たすことができる。

図５に示すように、柱体３１の先端に位置する保持部材３１ａは、平面視円形であり、円周外面３１ｂを有している。保持部材３１ａの円周外面３１ｂと、滑り支持体３５の環状突出部３５ｂの円周内面３５ｃとは、周方向に亘って一定の距離Ｗとされている。
滑り支承３０が機能し、柱体３１に対して滑り支持体３５が水平方向に距離Ｗ以上移動しようとすると、保持部材３１ａの円周外面３１ｂと滑り支持体３５の円周内面３５ｃとが当接する。これにより、環状突出部３５ｂは、滑り支承３０の水平方向の移動を距離Ｗで制限する。
距離Ｗは、設計段階で想定する地震の大きさに従い決定すればよい。

保持部材３１ａの円周外面３１ｂと滑り支持体３５の円周内面３５ｃとの衝突を緩和するために、円周外面３１ｂの円周内面３５ｃうち、何れか一方又は両方に、緩衝部材を設けても良い。

本実施形態の防振減震装置１は、免震支承として滑り支承３０が採用されているが、設置面Ｇに対して架台２０を低抵抗でＸ−Ｙ平面方向に移動させることができる免震支承であれば、その構成に限定されない。一例として、滑り支承３０に代えて転がり支承を採用しても良い。転がり支承を採用する場合は、柱体３１の先端と滑り支持体３５との間に、単数又は複数の鋼球を介在させる構成を採用できる。

＜移動制限部＞
図１、図２に示すように、移動制限部８０は、架台２０の４方向にそれぞれ距離Ｗ８０の隙間を介して設けられている。なお、図２において、Ｙ方向に配置された２つの移動制限部８０は、図示を省略した。
移動制限部８０は、Ｌ字状に組み合わされた固定板８１と立設板８２を有する。また、移動制限部８０は、固定板８１と立設板８２との間に接合された補強リブ８３と、立設板８２に固定された衝撃緩衝板８４と、固定用のボルト８５と、を有する。
固定板８１には、貫通孔が設けられボルト８５によって、設置面Ｇに固定されている。
立設板８２は、架台２０と対向して配置されている。立設板８２の架台２０と対向する側の面には、衝撃緩衝板８４が接着固定されている。

衝撃緩衝板８４は、弾性と減衰性を合わせ持つ材料からなる。例えば、減衰ゴムや、高減衰性熱可塑性エラストマー樹脂等の材料を適用することができる。地震等により鉛直方向に大きな振動が加わった際には、衝撃緩衝板８４を介して移動制限部８０が架台２０と衝突し、地震の衝撃を和らげるとともに、地震のエネルギを減衰させることができる。

架台２０の４方向にそれぞれ配置された移動制限部８０は、防振減震装置１に地震による過剰な揺れが加わった際に、架台２０が支柱１０から脱落することを防止するために設けられている。
移動制限部８０と架台２０との距離Ｗ８０は、滑り支承３０における保持部材３１ａの円周外面３１ｂと環状突出部３５ｂの円周内面３５ｃとの距離Ｗ（図５参照）より大きい。これにより、想定以上の地震が発生するなどして、架台２０が傾き、距離Ｗの移動制限を超えて架台２０が移動しようとした場合にのみ、移動制限部８０が機能する。移動制限部８０と架台２０との距離Ｗ８０は、設計段階で想定する地震の大きさに従い決定すればよい。

＜作用＞
次に、この防振減震装置１の作用について説明を行う。
図６（ａ）〜図６（ｄ）に、防振減震装置１の動作について説明を行う。

図６（ａ）は、防振減震装置１において、地震発生前（定常状態）、かつ設備機器Ｍの停止時の空気バネ５０の断面図である。
空気バネ５０の内部空間５０ａは、内圧が高められており、滑り支承３０の滑り部材３４と滑り面３５ａの間には、間隙３３が設けられた状態となっている。この間隙３３が設けられていることで、架台２０は、滑り支承３０に支持されず、空気バネ５０に支持される。
図６（ａ）において、防振減震装置１に振動は入力されていないため、柱体３１の中心線Ｏ３１と滑り支持体３５の中心線Ｏ３５とは、一致している。

図６（ｂ）は、防振減震装置１において、設備機器Ｍの運転時の空気バネ５０の断面図である。
この状態において、架台２０は、空気バネ５０のみで支持された状態となっているため、空気バネ５０が防振部材として機能する。架台２０上に搭載される設備機器Ｍの振動は、空気バネ５０を介して設置面Ｇに伝わる。空気バネ５０において振動が吸収されることで、設置面Ｇに設備機器Ｍの振動がほとんど伝わらない。

また、図６（ｂ）は、防振減震装置１において、例えば震度１〜震度４程度の小規模、又は中規模の地震が発生した際の空気バネ５０の様子を合わせて示している。

防振減震装置１は、地震の規模が小さい（即ち、入力される振動の加速度が小さい）場合には、地震による振動を空気バネ５０の横剛性で揺れを抑制する。したがって、架台２０に振動が大きな加速度の振動が伝わりにくく設備機器Ｍの破損や転倒を防止できる。また、地震による鉛直方向、水平方向の振動は、空気バネ５０の減衰効果によって、減衰させる。

図６（ｃ）は、例えば震度５以上の大規模な地震が発生した場合における、防振減震装置１の空気バネ５０の断面図である。

地震センサ７０が震度５以上の地震を検知すると、設備機器Ｍの運転を停止すると共に内圧制御部６０により空気バネ５０の内圧を開放する。これにより、架台２０が低下して、設置面Ｇに近接する。これに伴い、滑り支承３０において、滑り面３５ａが滑り部材３４と当接し、架台２０が滑り支承３０に支持される。

滑り支承３０において、滑り面３５ａは、滑り部材３４に対し、水平方向に相対的に滑動する。滑り支承３０に支持された架台２０は、滑り面３５ａと滑り部材３４との相対的な移動によって、設置面Ｇの水平方向の揺れを受け流す。したがって、地震による設置面Ｇの揺れは、架台２０に伝わりにくくなる。

また、内圧を開放された空気バネ５０は、ゴム製のベローズ５５の働きにより減衰作用を持つ。即ち、空気バネ５０は、架台２０と設置面Ｇとの相対的な移動速度に応じた反力を生じる。これにより、防振減震装置１は、架台２０と設置面Ｇとを相対的に移動させる振動エネルギを減衰させることができる。

空気バネ５０は、内圧を低下させつつ完全に内圧を解放しなくても良い。この場合は、空気バネ５０の内圧を、滑り支承３０の滑り面３５ａと滑り部材３４とを当接させ滑り支承３０により架台２０を支持させつつ、空気バネ５０の横剛性を保つ程度とする。これにより、空気バネ５０横剛性により、架台２０と設置面Ｇとの相対的な移動に対して復元力を与えることができる。これにより、架台２０には、設置面Ｇと相対的な移動量に比例する復元力が加えられるため、柱体３１の中心線Ｏ３１と滑り支持体３５の中心線Ｏ３５とは、地震の揺れが収まった後に自動的に一致する。

図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す地震の規模よりさらに大きな規模の地震が発生した場合における、防振減震装置１の空気バネ５０の断面図である。
図６（ｃ）に示した例と同様に、地震センサ７０による地震の揺れの検知結果に基づき、設備機器Ｍの運転を停止すると共に空気バネ５０の内圧が開放され、滑り支承３０により架台２０が支持される。また、滑り支承３０において、滑り面３５ａは、滑り部材３４に対し、水平方向に相対的に滑動する。

架台２０と設置面Ｇとの相対的な移動距離が、柱体３１の先端に設けられた保持部材３１ａの円周外面３１ｂと滑り支持体３５の環状突出部３５ｂの円周内面３５ｃとの距離Ｗ（図５参照）に達すると、保持部材３１ａと環状突出部３５ｂとが衝突する。これにより、架台２０と設置面Ｇとの相対的な移動が制限される。

環状突出部３５ｂが設けられていることによって、滑り支持体３５が柱体３１の先端から滑落してしまうことを抑止できる。このように、環状突出部３５ｂは、柱体３１と滑り面３５ａとの水平方向の相対的な移動を制限する変位ストッパとして機能する。これにより、防振減震装置１は、滑り支承３０による架台２０の支持を保つことができる。

地震の振動が収まった後には、内圧制御部６０は、空気バネ５０の内圧を再び上昇させる。これにより、図６（ａ）の状態となり、設備機器Ｍの稼動を再開しても、稼働時の振動を設置面Ｇに伝えにくくできる。

＜効果＞
本実施形態の防振減震装置１は、地震が発生していない定常時において、空気バネ５０が設備機器Ｍを搭載する架台２０を支持する。防振減震装置１は、空気バネ５０の防振効果により、設備機器Ｍの運転時の振動を設置面Ｇに伝わることを抑制できる。

また、防振減震装置１は、地震が発生した場合に、空気バネ５０の内圧を低下させて、架台２０の支持を空気バネ５０から滑り支承３０に切り替えることができる。滑り支承３０は、設置面Ｇの地震の揺れを受け流し、架台２０に伝わることを抑制できるため、建築物の地震による揺れが増幅されない。これにより、設備機器Ｍが転倒するリスクを大幅に軽減できる。

さらに、地震発生時の空気バネ５０の内圧を完全に解放せず、空気バネ５０の復元力を維持させた状態としてもよい。これにより、架台２０は、滑り支承３０に支持されつつ、空気バネ５０による復元力と減衰力を与えることができる。したがって、設置面Ｇに対し架台２０が大きく移動することを抑制しつつ、揺れを減衰させることができる。

また、防振減震装置１の滑り支承３０は、空気バネ５０の内部空間５０ａに設けられている。
滑り支承３０の滑り部材３４及び滑り面３５ａは、定常時（地震が発生していない状態）には間隙３３を介して配置されている。滑り支承３０が外部に配置されていると、滑り部材３４及び滑り面３５ａに埃等の異物が付着し、滑り部材３４と滑り面３５ａとの摩擦係数が低下する虞がある。
滑り支承３０が空気バネ５０の内部空間５０ａに設けられていることで、滑り部材３４と滑り面３５ａは、定常時には水分や埃等から保護され、地震発生時には意図した摩擦抵抗で滑動することができる。したがって、信頼性の高い防振減震装置１を構成できる。
さらに、滑り支承３０が空気バネ５０の内部空間５０ａに設けられていることで、滑り支承３０の設置スペースを設ける必要がなく、省スペースな防振減震装置１を提供できる。

この防振減震装置１及び設備機器Ｍは、建築物の中層階に設けられていてもよい。
一般的に、地震時の中層階における揺れは、地上での地震の揺れより大きい。これは、中層階において建築物自身の固有振動数により揺れが増幅されるためである。一例として、１Ｇの地震は、中層階では２Ｇ〜３Ｇの揺れに増幅される。

このような事情から、中層階に大重量の設備機器Ｍを設置すると大きな揺れにより転倒しやすいことが知られている。また、中層階に大きな重量があることで、建築物が地震の揺れをさらに増幅しやすく、増幅された揺れと設備機器Ｍの重量とにより建築物が地震の揺れに耐えきれなくなり倒壊するリスクが高まることが知られている。

これに対して、本実施形態の防振減震装置１に設備機器Ｍを搭載することで、地震の揺れを増幅することがないため、設備機器Ｍを建築物の中層階に設置することが可能となる。中層階に設置することで、津波等の水害が発生した場合であっても、設備機器Ｍが水没することを防ぐことができる。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主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できる。

例えば、滑り支承３０は、空気バネ５０の内部空間５０ａに設けられていなくても良い。この場合には、滑り支承３０は、外部に露出した状態で、架台２０の下面２０ｂと設置面Ｇとの間に設けられる。

また、滑り支承３０は、柱体３１と滑り支持体３５の配置を上下逆転させた構成としても良い。即ち、滑り支承として、架台２０の下面２０ｂから下方に延びる柱体と、設置面Ｇ側の支柱１０の上面に固定された滑り支持体と、を備えた構成を採用しても良い。

さらに、地震センサ７０を設けず、例えば、気象庁から発信される緊急地震速報を基に内圧制御部６０を動作させ、空気バネ５０の内圧を低下させる構成とすることもできる。

そのほかに、防振減震装置１は、架台２０の鉛直方向の変位を制限する鉛直方向変位リミッタや、架台２０と設置面Ｇとの相対的な移動速度に応じて、振動エネルギを減衰させる油圧ダンパが設けられていても良い。

１…防振減震装置、１０…支柱、１０ａ…エアタンク、２０…架台、２０ａ…載置面、２０ｂ…下面、３０…滑り支承、３１…柱体、３１ａ…保持部材、３１ｂ…円周外面、３３…間隙、３４…滑り部材、３５…滑り支持体、３５ａ…滑り面、３５ｂ…環状突出部、３５ｃ…円周内面、５０…空気バネ、５０ａ…内部空間、５１…レベリングバルブ、５５…ベローズ（外郭体）、５６…ビードリング、５７…中間リング、５８…下板、５９…上板、６０…内圧制御部、７０…地震センサ、８０…移動制限部、８１…固定板、Ｇ…設置面、Ｍ…設備機器、Ｗ、Ｗ８０…距離

Claims (5)

1. 設置面上に設けられ、圧縮空気が充填される内部空間を気密に囲む可撓性の外郭体を有する空気バネと、
   前記空気バネの内圧を制御する内圧制御部と、
   前記空気バネに支持され、設備機器を搭載する架台と、
   前記架台と前記設置面の間に間隙を介して設けられ、前記空気バネの内部に配置された免震支承と、
   地震による揺れを検知し検知結果を前記内圧制御部に送信する地震センサとを有し、
   前記免震支承が、前記架台の下面又は前記設置面の何れか一方の固定された滑り面と、前記架台の下面又は前記設置面の他方に固定され鉛直方向に延びる柱体と、前記柱体の先端に取り付けられた滑り部材と、を有する滑り支承であり、
   前記滑り支承は、前記滑り部材と前記滑り面との間に間隙を介し設けられ、地震発生時に前記地震センサが前記内圧制御部により前記空気バネの内圧を低下させ、前記架台を下降させて前記滑り部材と前記滑り面とを当接させて前記滑り支承により前記架台を支持させる構成であり、
   前記滑り面の周縁であって前記外郭体の内側に設けられて前記柱体と前記滑り面との水平方向の相対的な移動を制限する変位ストッパを備えた防振減震装置。
2. 前記空気バネ用の作動流体としての空気を溜めるエアタンクと、該エアタンクと前記空気バネとの間の空気の出入を制御する制御弁と、該制御弁を介し空気の出入方向変更あるいは前記制御弁の閉塞状態を切り替えるレバー部を備えたバルブ部と、前記レバー部と前記架台を接続した連結軸が設けられ、
   前記架台と前記設置面の鉛直距離が適正距離の場合に前記連結軸が前記レバー部を水平に支持して前記制御弁を閉塞状態とし、
   前記架台と前記設置面の鉛直距離が適正距離から接近した場合に前記連結軸が前記レバー部先端を下降させて前記エアータンクから前記空気バネ側に空気を送る状態に切り替え、
   前記架台と前記設置面の鉛直距離が適正距離から離間した場合に前記連結軸が前記レバー部先端を上昇させて前記空気バネから空気を抜く状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の防振減震装置。
3. 前記架台の周囲４方向にそれぞれ隙間を介し移動制限部が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防振減震装置。
4. 前記地震センサは震度１〜震度４の地震時には前記空気バネの内圧を低下させず、震度５以上の地震時に前記滑り部材と前記滑り面とを当接させて前記滑り支承により前記架台を支持させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の防振減震装置。
5. 前記架台が平面視Ｘ方向に延びる複数のフレーム部材と平面視Ｙ方向に延びる複数のフレーム部材を井桁状に組み付けて構成され、前記架台の４隅のコーナー部分のそれぞれに前記空気バネが設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の防振減震装置。

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