JPS6221946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バネと流体ダンパとを介して上床を
下床に支持し、以て地震等による建物の振動を上
床に伝えることを極力防止する免振上床に関する
ものである。

最近は、電子計算機、通信装置等の振動を嫌う
精密な機械装置を建物内に据付けることが多くな
つた。この様に振動を嫌う機械装置を建物内に据
付けるとき、従来は多くの場合、各機械装置毎に
夫々の足もとで振動や衝撃を吸収する厚みのある
ゴム板等の防振具を介して下床スラブへ直接固定
し、機械装置の振動及び転倒を防止する様に処理
してきた。然し、この様に各機械装置毎に下床ス
ラブへ直接固定することは、機械装置の配置変更
が容易でなく、且つ、その都度下床を損傷する等
の不都合があつた。それのみでなく、電子計算
機、通信装置等の軽量にして精密な機械装置に対
して地震等の振動入力を低減させる効果は殆ど期
待できなかつた。

これに対し、本発明に係る免振上床は、地震等
による建物の下床から上床への振動入力を低減さ
せ、この上床に設置した精密機械装置の性能及び
稼動を妨げる様な振動を除くと共に、上床に設け
る機械装置の配置変更時に生じた従来の種々の欠
点を除いた上床を提供し得るものであること以下
の通り。

一般に弾性体であるバネにより下方又は上方か
ら支えられる振動周期ωの単振動を行なう物体
に、該バネを介して振動周期ω_０の外力を加えて
強制振動を生じさせる場合、物体の振動周期ωが
ω_０と一致すれば物体は共振により大きく振動
し、又、物体の固有振動周期ωと外力の振動周期
ω_０とが大きくずれた場合には物体は外力の振動
に共振することなく、外力の振幅に対し物体の振
幅は小さくなり、物体への振動伝達率が低くな
る。

この振動伝達率Ｔと、固有振動周期ωと外力の
振動周期ω_０との比ω／ω_０と、の関係は、第９
図のグラフに示す如く、バネの機能を無くし剛体
を介して外力を加える場合の伝達率が１であり、
バネの弾性と物体の重量とによる固有振動周期ω
が外力の振動周期ω_０と一致するとき、共振によ
り伝達率は極めて大きくなる。そして、バネのバ
ネ定数を小さくして固有振動周期を長くし、固有
振動周期ωがω_０の約√２倍となつたとき、伝達
率は１となり、固有振動周期をω_０の約√２倍以
上に長くすると伝達率は小さくなる。

尚、バネで支持された物体の固有振動周期は、
物体の質量が大きくなるほど、又、支持している
バネのバネ定数が小さくなるほど、その振動周期
が長くなる。

従つて本発明は、下床の振動周期即ち、建物の
固有振動周期の約√２倍よりも上床の固有振動周
期を長く、例えば上床の固有振動周期を建物の固
有振動周期の数倍の如く長くする様に上下方向の
コイルバネ及び流体ダンパを該上床と下床との間
に設け、且つ、スベリ板等により上床を下床に対
して水平方向に移動可能とすると共に、水平方向
のコイルバネ及び流体ダンパを各々上床と下床と
の間の適宜箇所に設けて上床を支持固定すること
により、上床を下床の振動に対して共振させない
様にし、以て、下床からの振動を上床に伝達し難
くし、上床上に載置される装置類を地震等の振動
から保護するものである。

以下、先ず実施例を説明する。

第１図に示す如く、下床スラブ１１の所要位置
に先ずスベリ板２１を固定し、底面に摩擦係数の
小さなものを接着して前記スベリ板２１上を円滑
に滑動する様にしたベースプレート２２を、前記
スベリ板２１上に載置する。そして前記ベースプ
レート２２上に、上下動用コイルバネ２５及び上
下動用流体ダンパ２６を介してトツププレート２
７をセツトし、このトツププレート２７に上床梁
１５を接続せしめて上床１６を支持し、前記ベー
スプレート２２と前記トツププレート２７とを連
結する為に上枠２８と下枠２９とから成る枠体を
設け、該枠体にてベースプレート２２を水平方向
動作に関しては上床１６と一体とし、上床と一体
とされた該下枠２９の両側を、第３図に示す如く
夫々水平動用コイルバネ２３及び水平動用流体ダ
ンパ２４をもつて下床スラブ１１に取付けた両側
の係止具１３へ係止する。

上述の如く上下方向と水平一方向とのコイルバ
ネと油圧ダンパ等の流体ダンパとを平行に設けた
免振装置２０ａを、第５図に示す如く水平方向の
コイルバネの方向を交差させる様に交互配置とし
て、第４図に示す様に下床の大梁、小梁等下床梁
１２及び柱１４等の位置を考慮した所定位置で係
止具１３によつて固定し、この免振装置２０ａを
支持点として上床梁１５を組み、更にその上に仕
上げ材を置いて上床１６とし、下床スラブ１１と
上床１６との間に床下空間１８を有する構造とす
る。尚、前記上床１６は、第８図に示す如く、柱
１４の回り等に必要なクリアランス１７をとつて
水平方向に多少の移動を可能とし、上床１６の裏
面で各筋かいをもつて緊張し、上床１６全体を一
体的に剛体化し、この様に一体的に剛性を高めた
上床１６を多数の免振装置を介して下床スラブ１
１に支持させる。

このとき、建物の設計時に動的解析手法によつ
て計算できる水平方向、上下方向の振動における
変位及び入力に基き、建物の固有振動周期、即ち
下床スラブ１１の上下方向及び水平方向の振動周
期を算出する。又、上床１６に対し、該上床１６
を構成する上床梁１５、筋かい及び上床１６仕上
げ材等の質量と、前記上床１６を支持する複数の
上下動用コイルバネ２５とにより定まる上床１６
の上下動振動周期が前記建物の上下方向振動周期
の約√２倍よりも長くなる様にし、且つ、上床１
６の質量と前記上床１６を係止する水平動用コイ
ルバネ２３の個数及び各バネとにより定まる上床
１６の水平動振動周期が建物の水平方向固有振動
周期の約√２倍よりも長くなる様にする。

そして、水平動用コイルバネ２３は全て同一の
硬さのバネを用いるものとし、他方、上下動用コ
イルバネ２５も同一の硬さのバネを用いて各免振
装置２０ａが支持すべき上床１６の所要面積部分
の質量に応じてバネの配置間隔に変化をつけて設
ける場合や、上下動用コイルバネ２５に関しては
各免振装置２０ａに加わる荷重に応じて各免振装
置２０ａの上下動用コイルバネ２５の硬さに差を
設ける場合等がある。

尚、水平動用コイルバネ２３と併用される水平
動用流体ダンパ２４、及び、上下動用コイルバネ
２５と併用される上下動用流体ダンパ２６は、バ
ネにより支持される上床１６に振動が生じた場合
の振動を早期に減衰せしめ、上床１６を速やかに
静止安定させるものである。

又、他の実施例としては、第６図に示す様に上
下動用コイルバネ２５と上下動用流体ダンパ２６
とを平行に設けた竪型の免振装置２０ｃをもつ
て、第７図及び第８図に示す如く上床１６ｂを下
床スラブ１１上に支持する場合がある。この場
合、上床１６ｂへの水平振動を絶縁する水平動用
コイルバネは、上床１６ｂの左右両側及び前後両
側（右側及び前方側のみ図示）に設置し、左右水
平動用コイルバネ２３′と、竪型免振装置２０ｃ
に付設した左右水平動用流体ダンパ２４′とをも
つて、上床１６ｂに対して同方向の作用を生じる
様に設け、同様に上床１６ｂの前後振動に対して
も上床１６ｂの前後側端に設置した前後水平動用
コイルバネ２３″と、竪型免振装置２０ｃに付設
した前後水平動用流体ダンパ２４″とをもつて、
上床１６ｂに対して同方向の作用を生じる様に設
ける場合もある。

この場合、水平動用コイルバネ２３′，２３″及
び水平動用流体ダンパ２４′，２４″は係止具１３
により下床スラブ１１に一端を係止する場合に限
ることなく、壁面又は柱１４に一端を係止する場
合もある。

この様に本発明では、上下に摺動自在に構成さ
れた上枠２８及び下枠２９から成る枠体を介した
ベースプレート２２とトツププレート２７との間
に上下動用コイルバネ２５及び上下動用流体ダン
パ２６を設け、該トッププレート２７に上床梁１
５を接続する様にして上床１６を支持している
故、トツププレート２７即ち上床１６は下床スラ
ブ１１の振動即ちベースプレート２２の地震によ
る上下振動とは絶縁され、前記上下動用コイルバ
ネ２５により上床１６の上下振動は下床スラブ１
１の上下振動よりも小さくなり、又、上床１６に
伝わつた微弱な振動は、地震後、上下動用流体ダ
ンパ２６により早期に減衰されることになる。更
に、下枠２９はベースプレート２２によりスベリ
板２１上へ滑動可能に設けられている故、上床１
６及び下枠２９等は下床スラブ１１及びスベリ板
２１の水平振動に対して容易に移動し得ることと
なり、下床スラブ１１又は壁面等にコイルバネの
一端を固定し、下枠２９にコイルバネの他端を固
定する様に配置している故、下枠２９や上床１６
等は下床スラブ１１の水平振動から絶縁され、該
水平動用コイルバネにより上床１６の水平振動は
下床スラブ１１の水平振動よりも小さくなり、且
つ上床１６等に伝わつた微弱な水平振動は、水平
動用油圧ダンパにより早期に減衰せしめられる。

従つて、建物の固有振動周期の√２倍よりも長
い振動周期を上床１６に与え、上床１６を下床ス
ラブ１１の振動に対して共振させないコイルバネ
を用いることによつて下床スラブ１１からの入力
加速度を低減し、以て上床１６自体の振幅を軽少
とし、又、上床１６に振動が生じた場合には流体
ダンパにより振動減衰を促進することが出来、上
床１６に設置した機械装置３０への被害を最小と
なし得る免振上床１６であつて、水平動用コイル
バネ２３，２３′，２３″及び水平動用流体ダンパ
２４，２４′，２４″は各々ベースプレート２２上
の下枠２９と下床スラブ１１との間、又は、上床
１６の周囲と建物の壁面との間等、適宜位置に分
散配置し得るものであり、該免振上床１６の設計
施工は容易である。

要するに、本発明は下床スラブ１１上に固定さ
れたスベリ板２１上にベースプレート２２を摺動
自在に載置し、該ベースプレート２２と上床１６
を支持するトツププレート２７との間に上下動用
コイルバネ２５及び上下動用流体ダンパ２６を設
けると共に、ベースプレート２２とトツププレー
ト２７とを上下方向に摺動自在な上枠２８と下枠
２９とから成る枠体にて接続し、且つ、前記上床
１６を水平動用コイルバネ２３，２３′，２３″及
び水平動用流体ダンパ２４，２４′，２４″を介し
て下床スラブ１１等に係止したことを特徴とする
免振上床である故、この上床１６に何ら防振具を
介することなく機械装置３０を設置することが出
来るから、機械装置３０の設置並びに位置の変更
に際して下床を損傷することがない利点がある。

そして、前述の様に上床１６が建物の固有振動
周期の√２倍より長い振動周期を有する様に設定
すれば、機械装置３０を上床１６に載置する場合
には上床１６の質量が増加し、上床１６の振動周
期は一層長くなり、上床１６の振動周期と建物の
固有振動周期との差が一層増大することとなる
故、機械装置３０の増設撤去に拘らず、下床スラ
ブ１１からの振動伝達は防止される。

従つて、本発明により免振される上床の面積が
二つ以上の機械装置３０を適宜に配設できる広さ
の場合には、各機械装置３０毎に防振具又は免振
装置を必要としたときの如き機械装置３０相互間
に必要とされた間隔が不必要になり、床面積の利
用度が向上するのみでなく、配置の変更に当つて
各機械装置３０毎の免振装置の取付け取外しの必
要がないので、下床の損傷がなく非常に容易かつ
低廉に配置変更ができ、下床スラブ１１からの振
動伝達防止を何ら妨げない等多くの利点を有する
免振上床である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る免振上床の要部を示す縦
断面図、第２図は第１図の―水平断面図、第
３図は第１図の―水平断面図、第４図は本発
明に係る免振上床を示す縦断面図、第５図は免振
装置の配置例を示す平面図、第６図は上下動用免
振装置２０ｃの縦断面図、第７図及び第８図は本
発明に係る他の実施例を示す縦断面図及び平面図
であり、第９図は共振を示すグラフである。 １１…下床スラブ、１２…下床梁、１３…免振
装置係止具、１４…柱、１５…上床梁、１６…上
床、１７…柱回りクリアランス、１８…上床下方
空間、２０…免振装置、２１…スベリ板、２２…
ベースプレート、２３…水平動用コイルバネ、２
４…水平動用流体ダンパ、２５…上下動用コイル
バネ、２６…上下動用流体ダンパ、２７…トツプ
プレート、２８…上枠、２９…下枠、３０…機械
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下床スラブ上に固定されたスベリ板上にベー
   スプレートを摺動自在に載置し、該ベースプレー
   トと上床を支持するトツププレートとの間に上下
   動用コイルバネ及び上下動用流体ダンパを設ける
   と共に、ベースプレートとトツププレートとを上
   下方向に摺動自在な上枠と下枠とから成る枠体に
   て接続し、且つ、前記上床を水平動用コイルバネ
   及び水平動用流体ダンパを介して下床スラブ等に
   係止したことを特徴とする免振上床。