JPH0746670Y2 - 免震床の復帰装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ．考案の目的 〔産業上の利用分野〕 この考案は、建物の床面に設置され、その上に載置され
ている機器類を地震時の振動から保護する免震床に関
し、更に詳しくは、その復帰装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の免震床として、本出願人らは先に、特開昭62-8
6265号、同86266号公報の免震床を提案した。

すなわち、その免震床構造によれば、可動床の各支点部
を支える移動支承体と、該可動床と床面との間に設置さ
れたばね・ダンパ部との組合わせよりなり、その移動支
承体部はベアリングボールを介装することにより水平移
動の抵抗が極小で鉛直荷重のみ受けるようになし、その
ばね・ダンパ部は可動床の水平移動に対する位置復帰機
能、移動時のトリガ機能及び減衰機能を備えてなる、も
のである。

しかしながら、該先行技術においては、ばね・ダンパ装
置が、ばね部とダンパ部との一体式であり、ダンパ部の
粘性体の注入作業並びにばね部の予張力付与作業はすべ
て現場における作業となっており、このため、ばね・ダ
ンパ装置の組付け作業が面倒で施工性が劣るものであ
る。

また、復帰機能を奏する復帰装置としてのばね部につい
てみると、該ばね部は引張り力のみ負担する引張り部材
と予張力の導入されたコイルばねとの組合わせ体からな
り、かつ、該組合わせ体は少なくとも２個１対で使用さ
れ、更に、引張り部材とコイルばねとの中間位置にコイ
ルばねの予張力を保持する反力受けローラが固設され、
該反力受けローラは床面に固定された反力壁に当接され
てなる、構成を採る。

しかして、この構成により、可動床が強制振動力を受け
て振動したとき、対となって配されているばね部のコイ
ルばねは交番的に伸長作用を受け、ダンパ装置を当初位
置に引き戻す作用をなすとともに、ダンパ装置と協働し
て減衰作用をなすものである。

しかしながら、この装置のばね部は反力ローラを取り付
ける必要上、引張り部材とコイルばねとの間に連結棒が
介装され、このため、該ばね部は長くなり、上述したば
ね・ダンパ装置の一体式構造と相まって、設置空間が大
きくなり、設置上の制約を受けるという問題がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は上記実情に鑑み、現場作業の容易性を図り、か
つ設置空間の制約を可及的になくし、、更には、免震床
の減衰特性の改良を図り得るこの種免震床に適用される
復帰装置を得ることを目的とするものである。

ロ．考案の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本考案の免震床の復帰装置は上述した目的を達成するべ
く、以下の技術手段（構成）を採る。

すなわち、床面１と、可動支承２によって移動自在に支
持される可動床３との間に介装される復帰装置Ｓであっ
て、 前記復帰装置Ｓは少なくとも互いに対となる２個１組で
使用される復帰要素Ｒから構成され、 該復帰要素Ｒは主引張り系と副引張り系とからなり、 前記主引張り系は、引張り力のみ負担する１次引張り材
12と予張力の導入された戻しばね13とが直列に連結され
てなり、該１次引張り材12側の端部は前記可動床３に固
定され、前記戻しばね13側の端部は床面１に固定され、 前記副引張り系は、前記１次引張り材12と同方向に張ら
れ引張り力のみ負担する２次引張り材14と前記戻しばね
13とが直列に連結されてなり、該２次引張り材14の戻し
ばねと反対側の一端は床面１に固定され、 該２次引張り材14は主引張り系の１次引張り材12が張力
を失ったとき、戻しばね13に付与された予張力を失わな
い範囲内の長さに設定されてなる、ことを特徴とする。

〔作用〕

常時すなわち非地震時においては、可動床３は、本復帰
装置の個々の戻しばね13に付与されている予張力をもっ
て床面１に固定されているので、可動床３は何ら移動す
ることはない。

地震等の強制振動力を受けて建物が揺れると、床面１と
可動床３とは相対的変位をなす。

可動床３の相対的移動により、一対となっている一方の
復帰要素（これをR1とする）の主引張り系は固定点間の
距離が広がり、戻しばね13がこの変位に追従して伸長
し、エネルギーを蓄えるとともに、２次引張り材14はた
るむ。

また、他方の復帰要素（これをR2とする）の主引張り系
はその固定点間の距離が縮まることになり、１次引張り
材12がたるむ。一方、副引張り系においては距離が一定
であり、その２次引張り材14の作用により戻しばね13は
予張力を失わない範囲内で一定長に保持される。

可動床３が一方向に振れ切れると、復帰要素R1の戻しば
ね13のばねエネルギーにより可動床３は初期位置に向か
って逆方向へ引き戻される。あるいはまた、強制振動の
逆方向変位が受けて、可動床３は逆方向へ変位する。

この逆方向変位において、復帰要素R1とR2との状態は初
期位置を通過すると上述と逆となり、復帰要素R2の戻し
ばね13に引き戻しエネルギーが蓄えられる。

この過程において、初期位置を通過する直前に、復帰要
素R1の戻しばね13は衝撃緩衝作用を発揮し、復帰要素R2
の２次引張り材14は衝撃力を受けない。

このような振動過程において、移動床３と床面１との間
に別途設けられた減衰装置によって移動床３の運動は減
衰される。また、本装置の戻しばね13の伸長作用に伴う
減衰作用も加わって、この運動は急速に減衰されるもの
である。

〔実施例〕

本考案の免震床の復帰装置の実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図〜第３図はその一実施例（第１実施例）の建物の
床部に設置される免震床構造を示す。

第３図にこの免震床構造の各構成要素の配置の概要を示
す。

図において、１は床面であって、２はこの床面１に設置
された可動支承である。該可動支承２は可動床を移動自
在に支持する機能を有するが、復帰機能を有しない。可
動床のフレーム３は横構部材４と縦構部材５とから矩形
状に組み立てられ、可動支承２上に水平方向に可動自在
に載置される。

床フレーム３には適宜小梁６が架け渡されるとともに、
その上に床パネル（図示せず）が足場（図示せず）を介
し、もしくは介さずして敷設される。

８は減衰装置であって、床面１と床フレーム３との間に
介装され、床フレーム３の移動を止める。該減衰装置８
は水平方向の全方向に対して適用され、復帰機能はな
い。

本復帰装置Ｓはこの免震床構造の一構成要素をなし、床
面１と床フレーム３との間に介装される。

この復帰装置Ｓは、床フレーム３の下面に固設された介
装板10を介して、放射状に等間隔に配された戻しばねを
含む複数の復帰要素Ｒからなる。すなわ、本実施例にお
いては、90°間隔に４個配されているものであり、個々
の復帰要素Ｒは同一の構成を採る。

第１図を参照して、この復帰要素Ｒは、１次引張り材12
と、予張力の付与された戻しばね13と、２次引張り材14
と、を含み、１次引張り材12と戻しばね13とで主引張り
系を構成し、２次引張り材14と戻しばね13とで副引張り
系を構成する。

主引張り系において、１次引張り材12と戻しばね13との
間には、調整部材16が介装され、１次引張り材12の端部
は上部取付け部材17及び介装板10を介して床フレーム３
側に固定され、戻しばね13の端部は反力部材18を介して
床面１側に固定される。

副引張り系においては、２次引張り材14の一端は前記し
た調整部材16に固定され、他端は下部取付け部材20を介
して床面１側に固定される。

下部取付け部材20は本装置Ｓの静止定位置にあるとき、
上部取付け部材17の直下にある。

本実施例では、上部取付け部材17及び下部取付け部材20
は、他の復帰要素Ｒの取付け部材と共有しているが、個
々に独立して設けられてもよい。特に、第２引張り材14
は第１引張り材12に比べて短くされてもよいので、下部
取付け部材20は他の復帰要素Ｒと共通化することは本質
的事項ではない。

この復帰要素Ｒにとって本質的事項は、第１引張り材1
2,第２引張り材14及び戻しばね13が一直線状に配され、
第１引張り材12によって戻しばね13に所定の予張力が導
入され、主引張り系がその両端を床フレーム３と床面１
とに固設され、副引張り系がその両端を床面１の２点に
固設されることである。

本実施例では、第１・第２引張り材12,14をともに直線
状に張り、戻しばね13への予張力を均等に負担してい
る。

引張り材12,14は例えばチェーンが使用される。該部材
は引張り方向の力には抵抗するが、その他の方向の力に
は可撓性を示す。

戻しばね13の予張力の導入は、調整部材16に所定の張力
調整機能を付与し、該調整部材16によりなされる。な
お、該調整部材16が単に引張り材12,14及び戻しばね13
を固定する機能のみであるならば、１次引張り材12にタ
ーンバックルを介装するなり、戻しばね13を固定する定
着部材18でのねじ止め操作により、この調整がなされ
る。

なお、移動支承2,減衰装置８の構成については、従来公
知のものが使用される。

すなわち、移動支承２については、本実施例では上沓22
と下沓23との間に複数のボール24を介装したボールベア
リング型の支承体を採用することにより、水平移動の抵
抗が極小化されているが、他の滑り支承等を採用するこ
とを妨げるものではない。

また、減衰装置８については、第４図に示すように、上
方に向けて凹部を有し床面１に固設される鍋状部材25
と、床フレーム３に適宜の連結部材26を介して固設さ
れ、その板面を前記した鍋状部材25の凹部の底面25aに
わずかの間隙を存して対設された抵抗板27と、鍋状部材
の凹部内に充填される粘性流体28と、からなる。減衰装
置８はその減衰能との兼ね合いを考慮して、その配置箇
所は可及的少なくされるが、床面との配置から通常は少
なくとも２箇所に配される。

本実施例の減衰装置８は、抵抗板27の移動に伴う抵抗板
27と鍋状部材25の凹部の底面25aとの相対移動により、
その間に介在する粘性流体28に生ずる粘性せん断抵抗に
より抵抗板27ひいては床フレーム３の運動を減衰する粘
性せん断抵抗型の減衰装置であるが、この態様に限ら
ず、例えば摩擦減衰を利用したものも採用されうる。

本実施例の免震床構造は以上の構成よりなるが、復帰要
素Ｒの配置態様に関して、本実施例の放射型において、
90°の等間隔に限らず、120°間隔（すなわち３個態
様）のもの、あるいは72°間隔（すなわち５個態様）の
もの、等適宜の等間隔の放射態様のものが採用されう
る。

また、これらの等間隔でなくても、非対象配置であって
も合力として、０となればよいものである。

更には、１か所における放射態様を採らず、個々に独立
して分散配置され、全体として合力が０となるように配
されればよいものである。

（実施例の作用） 本実施例の復帰装置Ｓは上述した免震床構造に組み込ま
れて次のように作用する。

常時すなわち非地震時においては、床フレーム３は、本
復帰装置Ｓの個々の戻しばね13に付与されている予張力
をもって床面１に固定されているので、床フレーム３は
何ら移動することはない。第１図はこの静止状態を示
す。

地震動等の強大な強制振動力を受けて建物が振動する
と、床面１はこの建物の振動と一体に揺れるが、床フレ
ーム３は移動支承体２に移動自在に支持されたものであ
るので、床面１の運動とは絶縁されたものとなり、この
運動には追従せず、床面１と床フレーム３との間に相対
的変位が生じる。

そして、床面１と、床フレーム３との間に介装された減
衰装置８は、この相対変位と反対方向に抵抗力を発揮
し、この相対変位を吸収する。

今、この床面１と床フレーム３との相対的変位が本復帰
装置Ｓの一方向にのみ現われたとして考察する。第２図
はこの状態を示し、床フレーム３は床面１に対しイ方向
に変位している。

移動支承２においてはδの変位があらわれる。

この変位により、復帰要素R1において、上部取付け部材
17と反力部材18との間がδだけ広がり、主引張り系にお
いては戻しばね13以外はすべて引張り力に対して非変形
であるので、戻しばね13のみが延びる。これにより戻し
ばね13に復帰エネルギーが変えられる。また、副引張り
系においては、その固定点間距離が一定であるので、戻
しばね13が伸びたことにより、２次引張り材14はたる
む。

一方、他方の復帰要素R2において、上部取付け部材17と
反力部材18との間隔が縮まるので、主引張り系が縮ま
り、第１引張り材12はたるむ。しかるに、下部取付け部
材20と反力部材18との間は一定であるので、副引張り系
へ張力が負担される。この過程において、該２次引張り
材14と戻しばね13とが折り曲げ状から直線状態になるこ
とから、戻しばね13に若干の縮みすなわち予張力が若干
喪失するが、それ以後は床フレーム３が一方向に振り切
れるまで戻しばね13の予張力は２次引張り材14によって
保持される。

しかる後、床フレーム３は反対方向に移動することにな
る。

第５図はこの作動状況を模式的に示す。

すなわち、その（ａ）図は第１図と同等の状態を示し、
復帰要素R,R2における１次・２次引張り材12,14及び戻
しばね13は定常状態すなわち当初位置にある。

また、その（ｂ）図は第２図と同等の状態を示す。すな
わち、復帰要素R1において、戻しばね13は伸び、２次引
張り材14がたるみ、復帰要素R2において、１次引張り材
12がたるみ、２次引張り材14が引張られている。そし
て、復帰要素R2の戻しばね13は若干のたるみはあるもの
の予張力を保持している。

（ｂ）図の状態において、復帰要素R1の戻しばね13に蓄
えられたエネルギーは当初位置に戻るまでに放出し、そ
れ以後は（ｃ）図の状態となり、復帰要素R1,R2の状態
は（ｂ）図とは逆となる。

そして、この当初位置に戻る直前において、復帰要素R2
側の戻しばね13がそのばね抵抗力を発揮し始め、復帰要
素R1側における２次引張り材14への急激な引張り力の作
用を緩衝することになる。

このようにして、本復帰装置Ｓは、この振動過程におい
て常時、床面１と床フレーム３とを初期位置、換言すれ
ば、減衰装置８の定位置に戻す働きをなす。

そして、減衰装置８とこの復帰装置Ｓとの協働作用によ
り、床面１と床フレーム３との相対変位は速やかに吸収
される。

本実施例の復帰装置Ｓによれば、戻しばね13へ付与され
る予張力は２つの引張り部材12,14によって均等に負担
されるので、大きな予張力を導入することができる。ま
た、戻しばね13に付与された予張力は、該戻しばね13が
含まれる主引張り系が圧縮側となっても保持され、戻り
動作において、衝撃を与えず、円滑な減衰運動を実現す
ることができる。

叙上の免震床構造において減衰装置８を省略することも
可能である。すなわち、叙上の説明から明らかなように
本復帰装置Ｓ自体にもその戻しばね13の伸長による引戻
し作用に伴う減衰性を有するものであって、減衰装置８
との併用に比べ減衰速度は劣るものの、そのばね特性を
適宜に決めることにより実用に耐える速い減衰性を得る
ことができる。

（他の実施例） 第６図〜第８図に本考案の他の実施例（第２実施例）を
示す。図において、先の実施例と同等の部材については
同一の符号が付されている。

第８図はこの免震床の配置態様を示す。床フレーム３は
先の実施例のものよりも大型化されているが、基本的に
はそれと同様に横構部材４と縦構部材５とからなる。そ
して、復帰装置は１点集中の放射型を採らず、個々の復
帰要素Ｒに分散されていることを特徴とする。

第６図及び第７図にこの復帰要素Ｒの詳細構造を示す。

主引張り系において、１次引張り材12と戻しばね13とは
連結輪30を介して連結され、１次引張り材12の他端部は
ターンバックル31に連結される。該ターンバックル31は
更に縦構部材５に固着された取付け部材32に係合され
る。戻しばね13の他端部は第１実施例と同様の反力部材
18に係合固定される。しかして、この主引張り系のター
ンバックル31を回転させることにより、戻しばね13の予
張力の調整をなす。

副引張り系において、２次引張り材14は比較的短かくさ
れ、その一端を連結輪30に係合されるとともに、他端部
は床面１に固定された取付け部材34に固定される。

この副引張り系の２次引張り材14はたるみを持たせて配
され、１次引張り材14がたるんだ際、該２次引張り材14
のみによって戻しばね13を保持するものであるが、その
たるみ量は該戻しばね13の予張力を喪失しないように設
定される。

この復帰要素Ｒを縦構部材５（もしくは横構部材４）を
挟んで対称的に設置される。従って、全体的に戻しばね
13の合力が０となるようにされている。なお、図におい
て、4aは横溝部材４間に配される補助梁である。

この実施例の免震床における復帰装置の作動は先の第１
実施例に準じる。

この免震床によれば、復帰要素Ｒが分散されて配される
ので、放射型配置に比べて設置空間が節約できるととも
に、配置の自由度が増大する。

なお、本免震床において、減衰装置８を省略し得ること
は前述と同様である。

本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案
の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能であ
る。

ハ．考案の効果 本考案の免震床の復帰装置は、以下の特有の効果を有す
る。

副張り系を設けたことにより、復帰動作中の初期位置
の通過において緩衝作用が働き、装置への衝撃・破損が
ないばかりでなく、円滑な減衰特性を得ることができ
る。

本復帰装置を使用することにより、免震床の構成要素
としての減衰装置と分離させることができ、現場での組
立て作業が容易となり、施工効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の免震床の復帰装置の実施例を示し、第１
図はその一実施例（第１実施例）の全体構造を示す一部
断面側面図、第２図はその作動状態を示す第１図と同様
の図、第３図は免震床構造の配置態様図、第４図は減衰
装置の一例示態様図、第５図は本実施例装置の作用を示
す模式図、第６図は他の実施例（第２実施例）の一部断
面平面図、第７図は第５図のVII-VII線断面図、第８図
はこの実施例装置を組み込んだ免震床構造の配置態様図
である。 １……床面、２……移動支承、３……可動床（床フレー
ム）、８……減衰装置、12……１次引張り材、13……戻
しばね、14……２次引張り材、Ｓ……復帰装置、Ｒ……
復帰要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 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)考案者 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)考案者 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 (72)考案者 多田 博 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内 (72)考案者 川口 澄夫 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】床面（１）と、可動支承（２）によって移
   動自在に支持される可動床（３）との間に介装される復
   帰装置（Ｓ）であって、 前記復帰装置（Ｓ）は少なくとも互いに対となる２個１
   組で使用される復帰要素（Ｒ）から構成され、 該復帰要素（Ｒ）は主引張り系と副引張り系とからな
   り、 前記主引張り系は、引張り力のみ負担する１次引張り材
   （12）と予張力の導入された戻しばね（13）とが直列に
   連結されてなり、該１次引張り材（12）側の端部は前記
   可動床（３）に固定され、前記戻しばね（13）側の端部
   は床面（１）に固定され、 前記副引張り系は、前記１次引張り材（12）と同方向に
   張られ引張り力のみ負担する２次引張り材（14）と前記
   戻しばね（13）とが直列に連結されてなり、該２次引張
   り材（14）の戻しばねと反対側の一端は床面（１）に固
   定され、 該２次引張り材（14）は主引張り系の１次引張り材（1
   2）が張力を失ったとき、戻しばね（13）に付与された
   予張力を失わない範囲内の長さに設定されてなる、 ことを特徴とする免震床の復帰装置。