JPH063242B2 - 上下動免震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、地震発生時等における横方向の振動と縦方
向の振動（上下振動）から、磁気ディスク装置その他各
種の精密な被保護機器が完全に保護できるようにした免
震装置に係り、特に、建物の床面等から伝わる横方向の
振動と上下方向の振動を減衰・吸収することによって、
振動に対して弱い被保護機器についても、完全にその機
能が保護できるようにした免震装置に関する。

従来の技術 一般に、地震等の振動による災害に対して各種の機器等
を保護する、いわゆる耐震保護装置は、大別して二系統
に分類される。

第１は、被保護機器をいかに強固に作るか、という強度
の観点から開発が進められている。

すなわち、どの程度の震度まで耐えることができる耐震
保護装置であるかが、常に問題にされ、被保護機器の地
震時における振動の機能に対する影響までは、考慮され
ていないのが現状である。

そのため、この種の耐震保護装置を使用した場合には、
仮りに、地震に対して被保護機器が横倒し等の被害を免
がれたとしても、振動に対して弱い被保護機器について
は、その機器の機能が確実に保護されるという保障がな
い、という問題が残されている。

第２は、振動に弱い被保護機器を保護することに主眼を
置くものであり、機器の機能上の中心部で、振動をきら
う部分に安全装置を設けておき、大地震の発生時には、
一定以上の振動により、その機能を停止させるようにし
ている。

この種の安全装置を設置すれば、振動に対して弱い被保
護機器を守ることはできる。しかし、機能を保護するも
のではないから、地震発生時に、その機能が停止するこ
とは免がれない、という不都合があった。

このような不都合を解決する一つの方法として、この発
明の発明者らは、先に、単に被保護機器が横倒し等の被
害を受けないというだけでなく、地震等による有害な振
動が被保護機器に伝わらないようにして、振動に弱い機
器の場合でも、その機能が完全に維持できるようにし
た、免震装置を提案している（特開昭６２−６７３４８
号公報、参照）。

この先に提案された免震装置では、横方向すなわち、水
平方向の震動に対して、被保護機器を完全に保護するこ
とが可能であるが、縦方向（上下方向）の振動に対して
は、特に配慮されていない。

この発明の免震装置は、先に提案された免震装置をさら
に改良し、単に横方向の震動だけでなく、縦方向の振動
に対しても、被保護機器の完全な保護を可能にするもの
である。

そこで、まず、先に提案された免震装置について、その
概略を述べる。

第３図は、先に提案された免震装置の内部構造を詳細に
示す縦断面図である。図面において、１１はケース本
体、１２は底板、１３は架台取付け支柱、１４は床止め
用の穴、１５は振動吸収盤、１６は環状ケース、１７は
環状ケース１６の固定具、１８はボールベアリング、１
９はボールベアリング装着板を示す。

この先に提案された免震装置の構造について簡単に述べ
ると、第３図に示されるケース本体１１と底板１２は、
金属や樹脂等で構成される。

架台取付け支柱１３は、金属や樹脂等で構成され、この
第３図の場合には、被保護機器を載置する支持枠等が容
易に取付けられるように、その外周にネジ溝が設けられ
ているが、必ずしもネジ溝を設けて支持する必要はな
い。

振動吸収盤１５は、第４図を参照しながら、後で詳しく
説明するが、円盤状をしており、横方向の振動を吸収，
減衰させる機能を有し、比較的軟質のゴム材で構成され
る。

環状ケース１６は、円盤状の振動吸収盤１５の円周を取
囲むような形状で、金属で構成される。

この環状ケース１６は、比較的軟質のゴム材で構成され
た振動吸収盤１５の円周の変形を防止するよう機能する
とともに、固定具１７によって、ケース本体１１の内側
に強固に取付けられるように作用する。

ボールベアリング装着板１９と、その下面に同心円状に
配列された多数のボールベアリング１８とは、振動吸収
盤１５の下部に取付けられて横方向の任意の振動に対応
して移動可能な、横方向のスベリ手段を構成している。

このようなボールベアリング１８とボールベアリング装
着板１９からなる横方向のスベリ手段を使用することに
よって、横方向すなわち、水平方向のいかなる振動に対
しても、底板１２との間の摩擦が少なくされる。

次に、この先に提案された免震装置による地震発生時の
動作について説明する。

ボールベアリング装着板１９は、横方向の振動に対し
て、その強弱に関係なく、底板１２との摩擦抵抗を減少
するとともに、衝撃的な振動に対しては、振動吸収盤１
５により減衰、吸収する。

その結果、この免震装置に支持された被保護機器に、横
方向の有害な衝撃や振動が伝導されることはない。

次の第４図(1)〜(3)は、先に提案された免震装置で使用
される振動吸収盤１５の詳細な構造を示す図で、(1)は
上面図、(2)は側面図、(3)はＡ−Ａ断面図である。図面
における符号は第３図と同様であり、また、１５ａは支
柱の貫通孔を示す。

この先に提案された免震装置では、この第４図に示すよ
うな振動吸収盤１５が、被保護機器の安全のために、極
めて重要な機能を有している。

すなわち、振動吸収盤１５は、ゴム等の弾性材からなる
円盤状であり、その支柱が貫通される中心部に対して対
称的で、かつほぼ同心円上に複数個の円形の貫通孔が設
けられている。

このように、ほぼ同心円上に複数個の円形の貫通孔を設
けることにより、その固有振動数を例えば数分の一ヘル
ツのように、著しく低下させることが可能となる。しか
も、振動吸収盤１５は、バネとしては柔らかいゴム等の
弾性材で構成されているので、振動吸収盤１５の変形に
よって、応答スペクトルを得ることができる。

したがって、横方向の振動に対して、方向性を無くすこ
とが可能となり、どの方向からの地震に対しても、同一
性能でその振動エネルギーを吸収することができる。

このように、先に提案された免震装置によれば、横方向
の振動に対して、被保護機器等を完全に保護することが
できる。

しかしながら、この先に提案された免震装置では、縦方
向の振動に対しては、特に対策が施されていないので、
必ずしも充分でない、という可能性がある。

発明が解決しようとする課題 この発明の免震装置では、従来の耐震保護装置、特に、
先に提案された免震装置をさらに改良し、地震等による
横方向と縦方向（上下振動）の有害な振動が被保護機器
に伝わらないようにして、振動に弱い機器の場合でも、
その機能が完全に維持できるようにすることを目的とす
る。

課題を解決するための手段 この発明では、 被保護機器（８）等を載置する架台（２）と、外部から
の震動によって震動を生じる架台や床面その他の支持部
材との間に設けられる免震装置において、
前記被保護機器載置用架台（１）が支持される複数個
の第１の横方向の免震装置（９）と、前記被保護機器載
置用架台（１）上に搭載され、前記被保護機器（８）等
を載置する架台（２）が搭載される第２の縦方向の免震
装置（３〜７）とから構成され、 前記第１の横方向の免震装置（９）は、 前記被保護機器載置用架台（１）が上方に取付けられる
支柱（１３）と、 該支柱（１３）が中心部を貫通され、かつその中心部に
対して対称的で、かつほぼ同心円上に円形、楕円形ある
いは多角形等の複数個の貫通孔が設けられたゴム等の弾
性材からなる円盤状の振動吸収装置（１５）と、 該振動吸収装置（１５）の下部に取付けられて横方向の
任意の振動に対応して移動可能な横方向のスベリ手段
（１８）と、 前記振動吸収装置（１５）を後記収納ケース（１１）の
内部に固定する固定手段（１６）と、 前記支柱（１３）の下部を収納するとともに、その他の
各部を収納する収納ケース（１１）とを具備し、 主として、該収納ケース（１１）の下方から伝わる横方
向の震動を減衰・吸収する免震装置であり、 前記第２の縦方向の免震装置（３〜７）は、 上下振動に対して、極少の摩擦抵抗で上下にロッキング
等を起さず連動するボールスプライン等の縦方向のスベ
リ手段（３，４）と、 主として、上下振動を吸収するとともに搭載された被保
護機器載置用架台（１）上の物体の自重を支えるコイル
バネ等の支持手段（６）と、 上下振動に対して任意の数値まで振動を吸収する振動吸
収ダンパー等の振動吸収手段（５）と、 前記被保護機器（８）等を載置する架台（２）の下方に
設けられ、クランク機構から構成されて、上下振動に対
して左右対称に連動して水平状態に復元するよう機能す
る姿勢制御手段（７）とを具備し、 主として、前記被保護機器載置用架台（１）へ下方から
伝わる縦方向の震動を減衰・吸収するように構成してい
る。

実施例 次に、この発明の免震装置について、図面を参照しなが
ら、その一実施例を詳細に説明する。

第１図(1)と(2)は、この発明の免震装置の一実施例を示
す構造図で、(1)は要部側面図、(2)は上面図である。図
面において、１は架台で、１ａはそのスプライン軸３の
支持部材、２は被保護機器載置用架台、３はスプライン
軸、４はボールスプライン、５は振動吸収ダンパー、６
はコイルバネ、７は姿勢制御装置、８は被保護機器、９
は水平用免震装置、１０は床を示す。

この発明の免震装置は、この第１図に示すように、被保
護機器等が載置される被保護機器載置用架台２と、外部
からの震動によって震動を生じる架台１や床面１０その
他の支持体との間に設けられる免震装置において、先に
提案した複数個の水平用免震装置９によって、被保護機
器載置用架台２を支持し、この被保護機器載置用架台２
上に載置される縦方向の免震装置として、第１に、スプ
ライン軸３とボールスプライン４とから構成されるよう
な、縦方向のスベリ手段、第２に、上下振動を吸収する
とともに、上下動免震装置に搭載された物体の自重を支
えるコイルバネ６等の支持手段、第３に、上下振動に対
して任意の数値まで振動を吸収する振動吸収ダンパー５
等の振動吸収手段、第４に、上下振動に対して左右対称
に連動するように制御されて、被保護機器８を水平状態
に維持する姿勢制御装置７等の姿勢制御手段、とを設け
ている。

そして、第１の手段である極少の摩擦抵抗で上下にロッ
キング等を起さず連動するボールスプライン等の縦方向
のスベリ手段は、載置用架台２を上下に運動させるボー
ルスプライン４のスプライン軸３で、位置決めを行うよ
うに機能する。

第２の手段であるコイルバネ６等の支持手段は、上下振
動を吸収するとともに搭載された物体の自重を支えるよ
うに機能する。

第３の手段である振動吸収ダンパー５等の振動吸収手段
は、上下運動に対するエネルギーの吸収減衰を行うとと
もに被保護機器８の自重を支え、大きな振幅に対しては
吸収ダンパーで吸収・減衰するように機能する。

第４の手段である姿勢制御装置７等の姿勢制御手段は、
上下振動に対して左右対称に連動するように構成され、
被保護機器８の重心による傾きに対して、重心のバラン
スをとるように機能する。

水平用免震装置９は、すでに、第３図と第４図に関連し
て説明したように、先に提案された免震装置であり、横
方向の振動を完全に吸収・減衰するよう機能する。

次の第２図(1)と(2)は、第１図に示したこの発明の免震
装置に設けられる姿勢制御装置７の動作を説明するため
の要部側面図である。図面における符号は第１図と同様
であり、２ａと２ａ′は載置用架台２に設けられた固定
部材、７ａと７ａ′は姿勢制御装置７の固定軸、７ｂと
７ｂ′はクランク部材、７ｃはクランク部材７ｂと７
ｂ′の各一端を連接する連接棒、７ｄと７ｄ′はクラン
ク部材７ｂの他端と載置用架台２の固定部材２ａと２
ａ′との間にそれぞれ取付けられる棒状片を示し、矢印
Ｘ〜Ｚは、姿勢制御装置７の各部の移動方向を示す。

第２図(1)は、載置用架台２は、通常状態で水平に保持
されている。

第２図(2)は、載置用架台２が下方へ移動した状態であ
る。

この場合には、載置用架台２に設けられた固定部材２ａ
に、その一端が取付けられた棒状片７ｄが、矢印Ｘのよ
うに移動する。

この棒状片７ｄの下方への移動により、その一端が接続
された、クランク部材７ｂは、固定軸７ａを中心とし
て、矢印Ｙのように右方向へ回転移動する。

そのため、連接棒７ｃも右方向へ移動され、その他端に
連接されたクランク部材７ｂ′が、矢印Ｚの方向へ回転
移動する。

クランク部材７ｂ′の回転移動によって、その他端に取
付けられた棒状片７ｄ′も下方へ移動し、載置用架台２
は、下方へ移動された状態で、再び水平状態になる。

このように、姿勢制御装置７は、載置用架台２が、上下
方向の振動によって傾斜しかかったときでも、常に、載
置用架台２を水平状態に復元するように機能する。

したがって、載置用架台２上に載置された被保護機器８
は、上下振動に対しても、常に、水平状態に保持される
ことになる。

発明の効果 この発明の免震装置によれば、地震等の発生時に、建物
の床面等から伝わる横方向の振動と共に、縦方向の振動
（上下振動）の有害な振動成分も完全に減衰・吸収する
ことができるので、特に振動に対して弱い被保護機器に
ついても、完全にその機能を保護することが可能とな
る。

すなわち、第１の横方向の免震装置は円筒形であるか
ら、横方向について方向性がなく、いかなる方向に対し
ても同一の条件となる。そのため、横方向から伝達され
る振動に対して、その有害な振動成分を完全に減衰・吸
収することができる。

また、第２の縦方向の免震装置は、極少の摩擦抵抗で上
下にロッキング等を起さず連動するボールスプライン等
の縦方向のスベリ手段と、上下振動を吸収するとともに
搭載された被保護機器載置用架台上の物体の自重を支え
るコイルバネ等の支持手段と、上下振動に対して任意の
数値まで振動を吸収する振動吸収ダンパー等の振動吸収
手段と、上下振動に対して左右対称に連動するように構
成された姿勢制御手段とを備えているので、被保護機器
載置用架台２に下方から伝わる縦方向の震動も完全に減
衰・吸収される。

さらに、その構成も比較的簡単で、移設も極めて容易で
あり、かつ、格別メンテナンスの必要もないので、コス
ト面からも有利である、等の多くの優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図(1)と(2)は、この発明の免震装置の一実施例を示
す構造図で、(1)は要部側面図、(2)は上面図、 第２図(1)と(2)は、第１図に示したこの発明の免震装置
に設けられる姿勢制御装置７の動作を説明するための要
部側面図、 第３図は、先に提案された免震装置の内部構造を詳細に
示す縦断面図、 第４図(1)〜(3)は、先に提案された免震装置で使用され
る振動吸収盤１５の詳細な構造を示す図で、(1)は上面
図、(2)は側面図、(3)はＡ−Ａ断面図。 図面において、１は架台で、１ａはそのスプライン軸３
の支持部材、２は被保護機器載置用架台、３はスプライ
ン軸、４はボールスプライン、５は振動吸収ダンパー、
６はコイルバネ、７は姿勢制御装置、８は被保護機器、
９は水平用免震装置、１０は床、１１はケース本体、１
２は底板、１３は架台取付け支柱、１４は床止め用の
穴、１５は振動吸収盤、１６は環状ケース、１７は環状
ケース１６の固定具、１８はボールベアリング、１９は
ボールベアリング装着板。

フロントページの続き (72)発明者 富岡 龍秀 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 西沢 安彦 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 入江 洋 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 坂井 敏 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 塩見 哲 千葉県我孫子市我孫子1646番地 財団法人 電力中央研究所土木研究所内 (72)発明者 増子 芳夫 千葉県我孫子市我孫子1646番地 財団法人 電力中央研究所土木研究所内 (72)発明者 松田 泰治 千葉県我孫子市我孫子1646番地 財団法人 電力中央研究所土木研究所内 (72)発明者 青柳 栄 千葉県我孫子市我孫子1646番地 財団法人 電力中央研究所土木研究所内 (72)発明者 川崎 章 東京都江東区大島１丁目２番23号 株式会 社昭電内 (72)発明者 小松 一善 東京都江東区大島１丁目２番23号 株式会 社昭電内 (72)発明者 畑中 武利 東京都江東区大島１丁目２番23号 株式会 社昭電内 (56)参考文献 特開 昭61−14357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−184742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−47543（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被保護機器（８）等を載置する架台（２）
   と、外部からの震動によって震動を生じる架台や床面そ
   の他の支持部材との間に設けられる免震装置において、 前記被保護機器載置用架台（１）が支持される複数個の
   第１の横方向の免震装置（９）と、前記被保護機器載置
   用架台（１）上に搭載され、前記被保護機器（８）等を
   載置する架台（２）が搭載される第２の縦方向の免震装
   置（３〜７）とから構成され、 前記第１の横方向の免震装置（９）は、 前記被保護機器載置用架台（１）が上方に取付けられる
   支柱（１３）と、 該支柱（１３）が中心部を貫通され、かつその中心部に
   対して対称的で、かつほぼ同心円上に円形、楕円形ある
   いは多角形等の複数個の貫通孔が設けられたゴム等の弾
   性材からなる円盤状の振動吸収装置（１５）と、 該振動吸収装置（１５）の下部に取付けられて横方向の
   任意の振動に対応して移動可能な横方向のスベリ手段
   （１８）と、 前記振動吸収装置（１５）を後記収納ケース（１１）の
   内部に固定する固定手段（１６）と、 前記支柱（１３）の下部を収納するとともに、その他の
   各部を収納する収納ケース（１１）とを具備し、 主として、該収納ケース（１１）の下方から伝わる横方
   向の震動を減衰・吸収する免震装置であり、 前記第２の縦方向の免震装置（３〜７）は、 上下振動に対して、極少の摩擦抵抗で上下にロッキング
   等を起さず連動するボールスプライン等の縦方向のスベ
   リ手段（３，４）と、 主として、上下振動を吸収するとともに搭載された被保
   護機器載置用架台（１）上の物体の自重を支えるコイル
   バネ等の支持手段（６）と、 上下振動に対して任意の数値まで振動を吸収する振動吸
   収ダンパー等の振動吸収手段（５）と、 前記被保護機器（８）等を載置する架台（２）の下方に
   設けられ、クランク機構から構成されて、上下振動に対
   して左右対称に連動して水平状態に復元するよう機能す
   る姿勢制御手段（７）とを具備し、 主として、前記被保護機器載置用架台（１）へ下方から
   伝わる縦方向の震動を減衰・吸収することを特徴とする
   免震装置。