JP3053604B2 - 免震床構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物内に設けられ
る免震床構造に関し、特に建物内で発生する短周期振動
を制震する免震床構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物内に設けられる免震床構造と
して、建築構造物より懸吊ロッドを介して懸吊される床
を設けた吊り床構造が知られている。この吊り床構造は
懸吊部分に公知の制震手段が設けてあり、この制震手段
により振動エネルギーを吸収することにより制震作用が
達成される。そして、この種の免震床構造は地震に対す
る安全あるいは交通振動等に対する環境保全等の面か
ら、さらに精密機械等の設置条件、作業条件等の面から
広く適用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の免震床構造は、床の固有振動数の長周期化が十分でな
く、また制震手段の配置が適切でなく、しかも制震手段
の機能が十分でないため、人の歩行や作業等の短周期の
人為的振動や交通振動等の制震は十分に達成されていな
いという問題点があった。

【０００４】本発明の目的は、長周期の振動を制震でき
るとともに、短周期の人為的振動や交通振動をも制震で
き、精密機械等の設置にも対応できる免震床構造を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る免震床構造は、スラブ上に懸吊ロッド
を介して懸垂支持された架台と、この架台上に垂直振動
減衰手段を介して設けられた免震床とを具備してなるも
のであって、前記架台を縦長の直方体状に形成して該架
台の下部に前記懸吊ロッドの下端部を連結固定し、かつ
前記スラブ上に粘性流体を収容した二つの収納皿体を前
記架台の相対向する二つの角部の下方に位置するように
設置するとともに、前記架台の下面から前記収納皿体に
向けて二本のシャフト管を垂設し、これらのシャフト管
内に上下動可能に設けられた垂直ロッドの下端に前記収
納皿体の底面とベアリングを介して係合する円盤部をそ
れぞれ取り付けたことを特徴とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】前記のように構成された本発明の免震床構
造によれば、長周期振動のみならず人為的な短周期振動
や衝撃的な振動、あるいは交通振動等も効率よく制震で
き、精密機器等の設置床にも適用できる免震床構造を提
供することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る
免震床構造の第１の実施形態の一部破断正面図、図２は
図１の要部右側面図、図３は図１の床、免震床、床ステ
ージを省略した状態の拡大平面図である。図１〜３にお
いて、床ステージ１０は複数の梁１２と、複数の梁１２
に連結される吊り梁１４、１４より構成され、床１６を
支持する構造物である。４本の懸吊ロッド１８は吊り梁
１４にその上端がねじ止めされることにより吊り下げら
れ、懸吊ロッド１８の下端には架台２０の下辺２２、２
２がねじ止めされている。架台２０は下辺２２、２２お
よびこの下辺を連結する下辺２４、２４と、４本の柱２
６と、柱を連結する４本の上辺２８より構成され、ブレ
ースにより補強された略直方体状の形状を呈している。
このように架台２０は４本の懸吊ロッド１８により床ス
テージ１０から懸吊されており、懸吊ロッドの長さが約
３．４ｍ、固有振動の周期が約３．７秒であり、水平方
向の固有振動数の長周期化を実現させている。

【００１０】架台２０の４本の柱上には垂直方向の制震
手段である４個の垂直振動減衰手段３０が固着され、こ
の垂直振動減衰手段３０の上部に免震床３２が支持され
ている。そして、免震床３２は床１６の設置穴１７内に
間隙を有して位置しており、この間隙部分はカバー１７
ａにて覆われている。

【００１１】ここで、垂直振動減衰手段３０について、
図４を参照して詳細に説明する。図４は垂直振動減衰手
段を示す断面図である。垂直振動減衰手段３０は、下部
受け座３４の中心部より挿入管３６が上方に向けて固着
され、その外周に中間筒３８および外筒４０が上方に向
けて固着されている。また、上部受け座４２の中心部に
は摺動筒４４およびその外周に減衰筒４６が下方に向け
て固着されている。

【００１２】下部受け座３４および上部受け座４２は対
向して嵌合され、挿入管３６と摺動筒４４との間に横揺
れ防止用のブッシュベアリング４８が装着され、両者は
上下動可能に、水平動は不可能に連結されている。ま
た、中間筒３８と摺動筒４４との間には垂直振動を吸収
する圧縮バネ５０が設けてあり、この圧縮バネの上部に
対接する調整リング５２に、上部受け座４２に螺合して
いる調整ボルト５４が対接している。この調整ボルト５
４を調整することにより、下部受け座３４と上部受け座
４２との水平状態および水平レベルを調整することがで
きる。そして、中間筒３８および外筒４０の間に注入さ
れた粘性体５６内に減衰筒４６が位置している。

【００１３】架台２０とスラブ５８との間には、架台２
０の下辺２２、２２、２４、２４より構成される略長方
形の対角の２カ所に、水平方向の制震手段である水平振
動減衰手段６０が設けてある。図５は水平振動減衰手段
を示す断面図であり、以下に詳細に説明する。

【００１４】この水平振動減衰手段６０は、図５に示さ
れるように、スラブ５８上に設置され粘性体６２を収納
する収納皿体６４と、架台２０の下面に固着されるシャ
フト管６６と、このシャフト管内にブッシュベアリング
６８を介して上下動可能に支持された垂直ロッド７０
と、この垂直ロッド７０下方の円盤部７１と収納皿体６
４との間に隙間調整ボルト７２を介して設けられたベア
リング７４と、シャフト管６６と垂直ロッド７０との間
に設けられた鉛直追従用のコイルスプリング７６および
シャフト管６６と収納皿体６４とを連結する防塵ベロー
ズ７８とから構成される。シャフト管６６にはエア抜き
孔６７が設けられている。

【００１５】免震床３２と架台２０との間に平行維持装
置８０が設けてある。この平行維持装置は免震床３２の
下面に所定間隔をもって揺動自在に支持された同一長の
２個のリンク８２、８２と、架台２０の上面に所定間隔
をもって揺動自在に支持された同一長の２個のリンク８
４、８４とを所定間隔長の平行リンク８６でピン結合し
たものであり、二つの平行四辺形リンク構造により、架
台２０に免震床３２を平行状態に上下動可能に結合した
ものである。この平行維持装置８０を四辺形の免震床３
２のＸ方向の２辺に平行に２組設置してある。なお、平
行維持装置８０は図１においてＸ方向だけ設けてある
が、同様にして図２のＹ方向にも設けるようにしてもよ
い。

【００１６】つぎに、床ステージ１０の下面に固定さ
れ、架台２０の水平方向の振動を減衰させるバックアッ
プ減衰手段８８について、図６を参照して説明する。図
６はバックアップ減衰手段を示す断面図である。バック
アップ減衰手段８８はシリンダ・ピストン構造からな
り、シリンダ９０内にはピストン９２により二つのシリ
ンダ室９４、９６が区画され、内部に粘弾性体９８が収
容され、外付け連通管１００を介して連通されている。
そして一方のシリンダ室９６にはバッファ室１０２が設
けてある。またピストン９２の軸部の一端にはゴムパッ
ド１０４を設けてあり、軸部外周にはコイルバネ１０
６、１０６を設けてある。このバックアップ減衰手段８
８により、架台２０の水平方向の振動を減衰させること
ができる。

【００１７】免震床構造の第１の実施の形態は前記した
構成であり、つぎに動作について説明する。地震、交通
振動等の振動が発生すると、振動の水平方向の成分は水
平振動減衰手段６０により減衰され、制震することがで
きる。すなわち、シャフト管６６に対し収納皿体６４が
移動すると、垂直ロッド７０の円盤部７１に対しベアリ
ング７４を介して収納皿体６４が移動し、粘性体６２に
より振動エネルギーが吸収される。そして、円盤部７１
と収納皿体６４とがベアリング７４および粘性体６２を
介して弾接しているため、短周期の振動は有効に絶縁さ
れる。しかも、水平振動減衰手段６０は架台２０の下辺
の略長方形の対角の２カ所に適切に配置してあり、振動
エネルギーをバランスよく有効に吸収できる。

【００１８】また、水平方向のバックアップ減衰手段８
８においても、シリンダ９０内をピストン９２が移動す
ることにより粘弾性体９８が連通管１００内を移動し、
振動エネルギーが吸収される。なおこのバックアップ減
衰手段８８は必ずしも必要ではないが、これを設けるこ
とにより水平方向の制震はさらに有効となり、特に衝撃
的な振動の吸収に有効である。

【００１９】振動の垂直方向の成分は垂直振動減衰手段
３０により減衰され、制震することができる。すなわち
振動の垂直方向の成分により下部受け座３４が移動する
と、ブッシュベアリング４８によりその移動は上部受け
座４２に直接伝達されず、圧縮バネ５０の変形および粘
性体５６内を減衰筒４６が移動する粘性抵抗により、振
動エネルギーが吸収され、特に短周期振動の制震が有効
に行える。しかも、垂直振動減衰手段３０は、免震床３
２の四隅に対応して適切に配置してあるため、振動エネ
ルギーの吸収はバランスよく行えるのである。さらに、
平行維持装置８０により、架台２０と免震床３２との平
行状態は確保された状態で、垂直振動減衰手段３０によ
り垂直方向の振動を有効に減衰させることができる。

【００２０】このように、前記した第１の実施形態の免
震床構造においては、短周期振動を有効に絶縁でき、長
期振動を減衰する制震手段を適切に配置し、制震の機能
が分担されているため、地震や、人為的な短周期振動お
よび衝撃的な振動を三次元的に制震することができる。
また、この実施形態では、在来の鉄骨の床ステージを利
用して架台を懸吊するため、別個の構造体を新規に製造
することを必要としないのでコストを低減することがで
きる。

【００２１】つぎに、本発明の第２の実施の形態を図７
を参照して詳細に説明する。図７は本発明に係る免震床
構造の第２の実施形態の一部破断正面図である。なお前
記した実施の形態と実質的に同一構成のものは、同一符
号を付けて説明を省略する。スラブ５８上には構造体１
０８が設置され、この構造体１０８はスラブ５８上に垂
直方向に立設された４本の柱体１１０と、これらの柱体
を水平方向に結合する４本の吊り架構１１２とから構成
される。架台１１４は吊り架構１１２の上部に位置する
床部１１６と、この床部の下部に設けた４本の柱状部１
１８と、この柱状部の下部に設けた下辺１２０より構成
され、略直方体状をしている。

【００２２】構造体１０８の吊り架構１１２に４本の懸
吊ロッド１２２の上端がねじ止めされ、懸吊ロッド１２
２の下端は架台１１４の下辺１２０にねじ止めされ、架
台１１４は構造体１０８から懸吊ロッド１２２を介して
懸吊された構成となっている。懸吊ロッド１２２は直径
１６ｍｍ程度の鋼材から構成され、吊り長が２．７ｍ程
度で固有振動の周期が約３．３秒となっており、長周期
化が実現されている。

【００２３】架台１１４の床部１１６上には４個の垂直
振動減衰手段３０が載置固定され、この垂直振動減衰手
段３０の上部に免震床３２が支持されている。垂直振動
減衰手段３０は前記した実施の形態と実質的に同一構成
なので、詳細な説明は省略する。

【００２４】また、架台１１４の下辺１２０の中央と、
スラブ５８上の台座５９との間には水平振動減衰手段６
０が設けてある。この水平振動減衰手段６０も前記した
実施の形態と実質的に同一構成なので、詳細な説明は省
略する。

【００２５】さらに、免震床３２と架台１１４の床部１
１６との間に平行維持装置８０が設けてある。この平行
維持装置８０も前記した実施の形態と実質的に同一構成
なので詳細な説明は省略するが、本実施形態では、四辺
形の免震床３２の４辺に沿って平行に４組設置してあ
る。

【００２６】前記したように、架台１１４は構造体１０
８から懸吊ロッド１２２により懸吊され、架台１１４と
スラブ５８との間に水平振動減衰手段６０が設けてある
ため、架台１１４はＸ方向、Ｙ方向の二次元方向に免震
され、床部１１６は二次元免震床となっている。また二
次元免震床である床部１１６に対し、垂直振動減衰手段
３０を介して支持された免震床３２は、Ｘ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向に免震された三次元免震床となっている。

【００２７】構造体１０８と架台１１４の床部１１６と
の間、また架台１１４の床部１１６と免震床３２との間
には、鉛トリガー装置１２４が設けてある。図８は鉛ト
リガー装置の正面図であり、この鉛トリガー装置１２４
は、例えば、構造体１０８の上面および床部１１６の下
面に取り付けられる取付具１２６、１２８と、これらの
取付具１２６、１２８間を連結する鉛連結部材１３０と
から構成されている。この鉛トリガー装置１２４は大地
震時等、構造体１０８と架台１１４との相対変位量が大
きくなったとき、鉛連結部材１３０が破断して振動エネ
ルギーを吸収するとともに、大きな変位があったことの
確認が行えるものである。また鉛トリガー装置１２４
は、小さな振動の場合は鉛連結部材１３０が振動エネル
ギーを吸収する機能がある。鉛トリガー装置１２４は１
カ所に限らず複数箇所に設けるようにしてもよく、第１
の実施形態に架台２０と免震床３２との間に設けるよう
に構成してもよい。

【００２８】この第２の実施形態においては、前記した
第１の実施形態と同様の効果を有するとともに、構造体
１０８がユニット化しているため設置場所を自由に選べ
るという効果を有する。また、建物内のレイアウトの変
更に対応でき、後付けが容易であるという効果がある。
そして、必要に応じて二次元免震、三次元免震を行うこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、短
周期振動を絶縁し、人為的振動を減衰する制震手段を適
切に配置し、制震の機能を分担するようにしたので、交
通振動や人為的振動等の短周期振動、衝撃的振動の免震
床への伝達を有効に減衰でき、免震性能を向上させるこ
とができ、また精密機械の設置にも適用する事ができ
る。

【００３０】そして、水平方向の二次元免震や、垂直方
向を含む三次元免震を行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る免震床構造の第１の実施形態の一
部破断正面図である。

【図２】図１の要部右側面図である。

【図３】図１の床、免震床、床ステージを省略した状態
の拡大平面図である。

【図４】垂直振動減衰手段を示す断面図である。

【図５】水平振動減衰手段を示す断面図である。

【図６】バックアップ減衰手段を示す断面図である。

【図７】本発明に係る免震床構造の第２の実施形態の一
部破断正面図である。

【図８】鉛トリガー装置を示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 床ステージ １２ 梁 １４ 吊り梁 １６ 床 １７ 設置穴 １８、１２２ 懸吊ロッド ２０、１１４ 架台 ２２、２２、２４、２４ 下辺 ２６ 柱 ２８ 上辺 ３０ 垂直振動減衰手段 ３２ 免震床 ５８ スラブ ６０ 水平振動減衰手段 ８０ 平行維持装置 １０８ 構造体 １１６ 床部 １２４ 鉛トリガー装置 １３０ 鉛連結部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−173433（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−72439（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−154（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭57−25942（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/02 E04B 5/43 E04F 15/18 E04F 15/024

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラブ上に懸吊ロッドを介して懸垂支持
   された架台と、この架台上に垂直振動減衰手段を介して
   設けられた免震床とを具備してなるものであって、前記架台を縦長の直方体状に形成して該架台の下部に前
   記懸吊ロッドの下端部を連結固定し、かつ前記スラブ上
   に粘性流体を収容した二つの収納皿体を前記架台の相対
   向する二つの角部の下方に位置するように設置するとと
   もに、前記架台の下面から前記収納皿体に向けて二本の
   シャフト管を垂設し、これらのシャフト管内に上下動可
   能に設けられた垂直ロッドの下端に前記収納皿体の底面
   とベアリングを介して係合する円盤部をそれぞれ取り付
   けた ことを特徴とする免震床構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免震床構造において、前
   記シャフト管の下端部と前記収納皿体の周縁部とを防塵
   ベローズで連結したことを特徴とする免震床構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の免震床構造
   において、前記シャフト管の下端と前記円盤部との間に
   鉛直追従用のコイルスプリングを設けたことを特徴とす
   る免震床構造。
4. 【請求項４】 前記円盤部は、前記収納皿体との隙間を
   調整するための隙間調整ボルトを有している請求項１乃
   至請求項３のいずれかに記載の免震床構造。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の免震床構造において、前記架台と前記免震床との間
   に、鉛トリガー装置を設けたことを特徴とする免震床構
   造。