JPH0469431A - 防振支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防振支持装置に関し、特にコンビ二一夕、精密
計測機器、精密加工機器などのＷＡ器類を載置する床な
どの上部構造物を、基礎などの下部構造物上に水平及び
鉛直変位可焼に支持し、交通振動や地震動による機器類
の機能停止や機器類の横転、電気配線の断線などの損壊
を未然に防止して機器類を交通振動や地震動から保護す
る防振支持装置に関する。

〔従来の技術〕

コンピュータ、精密計測機器、精密加工機器などの機器
類を交通振動や地震動から保護する防振支持装置として
は、例えば、以下の（り〜（ｉｖ　）に承すようなもの
がある。

（ｉ）特開昭４７−３５６７２号公報に開示された発明
は、案内筒内でばねによって上部に押しつけられるスラ
イダよりなる減衰装置を内蔵した空気ばねである。

（ｉｉ）特開昭５４−５２８２１号公報に開示された発
明は、建築構造体の上床から釣り床を吊り下げ、その釣
り床と建築構造体の下床との間に水平ダンパ−を取り付
けて釣り床と構造体とを水平方向に弾性的に係止させる
ようにした防振床である。

（ｉｉｉ　）特開昭６１−２２８１３８号公報に開示さ
れた発明は、基礎プレート上に固設された支持プレート
と、その支持プレート上に載置された上プレートとの間
に固体潤滑剤のコーティング層を介在させて上プレート
を支持プレート上で水平方向に滑動させ、基礎プレート
と上プレート間のダッシュポット及びばねにより上プレ
ートの滑動を弾性減衰させるようにした防振装置である
。

（ｉｖ）特開昭６４−６９８４２号公報に開示された発
明は、基礎床上に配置された転動球上に基盤を載置し、
基礎床と基盤間のばねと粘性減衰器で水平防振させ、基
盤上に積層ゴム構造体と緩衝ダンパを介して防振床を載
置して鉛直防振させるようにした防振装置である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述したＮ）〜（ｉｖ　）に記載した各種の
防振装置には以下に示す問題点があった。

（ｉ）特開昭４７−３５６７２号公報に開示された空気
ばねは、水平動に対して摩擦による防振作用を発揮する
が、鉛直方向は空気ばねとオリフィスを組合わせて減衰
効果を得るもので、その空気ばねなしでは鉛直方向の減
衰効果が得られないものとなっている。

（ｉｉ）特開昭５４−５２８２１号公報に開示された防
振床では、鉛直振動に対して全く防振作用がなく、水平
振動に対しても水平ダンパーを別に設置しなければなら
ない。

（ｉｉｉ　）特開昭６１−２２８１３８号公報に開示さ
れた防振装置では、比較的単純な構造であるが、水平振
動のみの防振構造であり、鉛直振動に対して全く防振作
用がない。

（ｉｖ　）特開昭６４−６９８４２号公報に開示された
防振装置では、鉛直及び水平振動に対して防振作用を呈
するが、その構造が複雑であり、而も、鉛直振動を吸収
するための積層ゴム構造体はその物理的制約から鉛直固
有振動数を５Ｈｚ以下に設計することが困難であるため
、地震動での２〜１０Ｈｚの卓越振動数に対して防振作
用が発揮されない。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので
、その目的とするところは、簡単な構造で水平及び鉛直
振動に対して防振作用を発揮し得る防振支持装置を提供
するこ゛とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における上記目的を達成するための技術的手段は
、下部構造物上に垂設された筒状体と、筒状体内に収納
されて下部構造物上に立設された圧縮ばねと、筒状体内
にその内周面と非接触状態で収納されて圧縮ばね上に載
置された受座と、筒状体にその内周面と摺接状態で鉛直
方向に滑動自在に嵌挿されて受座上に載置され、上面に
上部構造物が水平方向に滑動自在に載置されたスライダ
とからなり、上記受座とスライダとの相互の接触面を、
筒状体の軸中心から内周面へ向かって下方使斜するテー
バ面としたことである。

また、鉛直方向での防振効果を向上させる点で、上記ス
ライダをその周方向に沿って複数のブロック体に分割す
ることが望ましい。

〔作用〕

本発明に係る防振支持装置では、交ｉ１１振動や地震動
の発生時、鉛直荷重がスライダ、受座及び圧縮ばねに作
用する。鉛直振動の入力により上記スライダは鉛直荷重
を受けると同時に、受座と接触するテーバ面で鉛直荷重
の水平分力を受けて筒状体に押し付けられながら鉛直方
向に滑動する。この時、水平分力によるスライダ外周面
の筒状体内周面への押し付けにより鉛直摩擦力が発生し
、この鉛直摩擦力により鉛直振動を減衰させる。また、
水平振動の入力により上記スライダは上部構造物と接触
する上面で鉛直荷重を受けて押し付けられた状態で水平
方向に滑動する。この時、鉛直荷重によるスライダ上面
の上部構造物下面への押し付けにより水平摩擦力が発生
し、この水平摩擦力により水平振動を減衰させる。

〔実施例〕

本発明に係る防振支持装置の一実施例を第１図乃至第４
図を参照しながら説明する。同図に示す実施例は、本発
明の防振支持装置を床防振に適用した場合を示す。

第１図及び第２図に示す防振支持装置（１）は、下部構
造物であるコンクリート床（２）と、コンピュータ、ｗ
１密計測機器や精密加工機器などの機器類が載置される
上部構造物である防振床（３）との間に設置される。こ
の防振支持装置（１）において、（４）はステンレス等
の金属製取付座（５）を介してコンクリート床（２）上
にネジ止め等により垂設された横断面円形の筒状体で、
交通振動や地震動などによる外力が作用しても変形しな
いように金属などの硬質材料からなることが好ましい。

（６）は筒状体（４）内に収納されてコンクリート床（
２）上に立設さた圧縮ばねで、防振床（３）上に載置さ
れる機器類の積荷重量などにより図示の如く二重コイル
ばね（６ａ）　　（６ｂ）にしたり、その他−重コイル
ばねやゴムばねなどが使用される。また、地震動の卓越
振動数が２〜１０）１ｚにあるので鉛直固有振動数が１
．５Ｈｚ以下となるように設計することが望ましい。（
７ンは筒状体（４）内にその内周面（８）と非接触状態
で収納されて圧縮ばね（６）上に載置された受座で、金
属或いは硬質プラスチックなどの硬質材料からなる。（
９）は筒状体（４）にその内周面（８）と摺接状態で鉛
直方向に滑動自在に嵌挿されて受座（７）上に載置され
たスライダで、受座（７）よりも若干軟質で弾性変形可
能なものが好適で、例えば中硬質ゴム、或いはポリウレ
タン、ナイロン等の軟質プラスチックなどがあり、その
硬度（Ｈｓ）が７０〜９０程度の材質がよい。また、ス
ライダ（９ンは、その外周面、即ち、筒状体（４）の内
周面（８）と摺接する滑動面（１０）　、及びスライダ
（９）の上面、即ち、後述する防振床（３）の滑り板（
１２）の下面（１３）とＷｉ接する滑動面（１１）を、
ウレタン、ナイロン或いはテフロンで形成し、内部をゴ
ム材で形成した異質の材質からなる複合構造としてもよ
い、このように上記スライダ（８）の滑動面（１０）　
　（１１）は耐摩耗性が良好で摩擦係数が安定している
材質で形成することが望ましいｌ１Ｍ％これに対して筒
状体（４）の内周面（８）も、鉛直振動に対してスライ
ダ（８）の滑動面（１０）に安定した摩擦力が発止する
ように適宜仕上げ加工を施すのが望ましい。また、防振
床（３）の下面にはメンテナンスフリーのステンレス製
の滑り板（１２）を固着することにより、スライダ（９
）の滑動面（１１）を滑り板（１２）の下面（１３）に
摺接させ、水平振動の発生時に上記スライダ（９）が漬
り板（１２）に対して安定した摩擦力でもって円滑に滑
動するようにしている。

但し、防振床（３）の下面自体が平滑面であれば上記滑
り板（１２）は必ずしも必要ではない。

本発明の特徴は、受座（７）とスライダ（９）との相互
の接触面を、筒状体（４）の軸中心Ｏから内周面（８）
へ向かって下方傾斜するテーパ面（１４）　　（１５）
としたことにある。また、上記スライダ（９）はその周
方向に沿って複数（図では４個）のブロック体（９ａ）
〜（９ｄ）に等配分側される。これにより、鉛直荷重が
加わった時にスライダ（９）の各ブロック体（９ａ）〜
（９ｄ）が受座（７）と接触するテーパ面（１５）に沿
って外方へ滑動して拡がり易くなり、各ブロック体（９
ａ）〜（９ｄ）が筒状体（４）の内周面（８）に良好に
押し付けられて鉛直防振の向上が図れる。

８３図は上記構成からなる防振支持装置（１）を建築物
の一部に通用した床防振の施工例を示す、この施工例で
は、コンクリート床（２）上に複数の防振支持装置（１
）（１）−を設置し、その上に防振床（３）を載置する
。この防振支持装置＜１）（１）−ｍ−の平面的な配置
パターンは、防振床（３）上に載置される機器類の配置
に基づく鉛直荷重分布により設計される。上記防振床（
３）とコンクリート床（２）との間には常に所定のテン
シランが加わった状態のばね（１６）　　（１６）−が
水平に張設され、交通振動や地震動による水平振動の入
力に対して防振床（３）が初期位置に復元するようにし
ている。尚、防振床（３）とその周囲の壁面（１７）と
の間には、防振床（３）が水平振動の入力により移動で
きるように間隙が設けられ、防振床（３）と壁面（１７
）間に蛇腹（１８）を張設して上記間隙を塞いでいる。

上述の床防振構造では、例えば、１　、５Ｈｚ程度の鉛
直振動で±１００日程度、０．５〜１　、５ＦＩｚ程度
の水平振動で±２００鶴程度の三次元運動が可能なよう
に設計される。

次に、交通振動や地震動の発生時での防振支持装置（１
）の動作を以下に説明する。

第１図及び第２図の防振支持装置（１）では、交通振動
や地震動により水平振動及び鉛直振動を受けると、スラ
イダ（９）が筒状体（４）に対して鉛直方向に滑動する
と共に滑り板（１２）に対して水平方向に滑動する。

具体的に説明すると、まず、第４図に示すように水平振
動の入力により上記スライダ（９）は滑り板（１２）に
対して鉛直荷重Ｗを受けて押し付けられた状態で水平方
向に滑動する。この時、鉛直荷重Ｗによるスライダ（９
）の滑動面（１１）の滑り板（１２）の下面（１３）へ
の押し付けにより水平摩擦力Ｆｈ−Ｗ・μが発生する。

この水平摩擦力Ｆｈにより水平振動を速やかに減衰させ
る。この場合、水平摩擦力Ｆｈは、スライダ（９）と滑
り板（１２）の材質の組合わせにもよるが、摩擦係数μ
が０．０５〜０．５程度の十分安定したものが得られる
。

また、鉛直振動の入力により圧縮ばね（６）が変位して
防振床（３）を静止状態に保持しようとするが、実際上
、上記防振床（３）には応答（過渡）振動が発生する。

従って１、二の応答振動を可及的に減宣させる必要があ
る。鉛直振動の入力によりスライダ（９）が鉛直荷重Ｗ
を受けると、その鉛直荷重Ｗはスライダ（９）のテーパ
面（１５）に沿うＰ　１　＝　Ｗｃｏｓ　　（９０°−
θ°）とテーパ面（１５）の法線方向に沿うＰ　２　＝
　Ｗ　ｃｏｓ　θ°に分けられ、これにより鉛直荷重Ｗ
の水平分力ｆ＝Ｐ２ｃｏｓ　　（９０°−θ°）が発生
する。上記スライダ（９）は鉛直荷ＭＷを受けると同時
に、受座（７）と接触するテーパ面（１５）で鉛直荷重
Ｗの水平分力ｆを受けて筒状体（４）に押し付けられな
がら鉛直方向に滑動する。この時、上記水平分力ｆによ
るスライダ（９）の滑動面（１０）の筒状体（４ンの内
周面（８）への押し付けにより鉛直摩擦力生する。この
鉛直摩擦力Ｆｖにより鉛直振動、即ち、応答振動を速や
かに減衰させる。

ここで、上記スライダ（９）の受座（７）と接触するテ
ーパ面（１５ンのなす角度θ°を４５°に設計すれば、
鉛直摩擦力ＦＶは最大となり、水平摩擦力Ｆｈの１／２
となる。一般的に地震動では鉛直振動が水平振動の１／
２程度であるため、上記テーパ面（１５）のなす角度θ
°を４５°に設計しておけば、鉛直並びに水平方向とも
に良好な減衰効果が得られる。仮りに地震動での鉛直振
動と水平振動との比率が上述の場合と異なる際には、そ
の比率に合わせてテーパ面（１５）のなす角度θ°を設
計変更すればよい、即ち、鉛直振動が水平振動の１／２
よりも小さい場合には、テーパ面（１５）のなす角度θ
°を４５°よりも小さくするが或いは大きくすればよい
、また、鉛直振動が水平振動の１／２よりも大きい場合
には、スライダ（９）の上面である滑動面（１１）での
摩擦係数μを小さくするか、或いはスライダ（９）の外
周面である滑動面（ｌＯ）での摩擦係数μを大きくすれ
ばよい。

この滑動面（１０）　　（１１）での摩擦係数μの設定
変更はスライダ（９）の材質を変更するか、或いはその
上面又は外周面に別部材を貼合わせる等により行われる
。

尚、大振幅の交通振動や地震動に対して良好な減衰効果
を得るためにスライダ（９ンの滑動面（１０）　　（１
１）での摩擦係数μを大きく設計した場合や、何らかの
原因でスライダ（９）の滑動面（１０）　　（１１）が
−時的に密着状態となってスライダ（９）が滑動不能と
なった場合などでは、微小振幅の交通振動や地震動に対
してスライダ（９）が滑動しない現象が発生するが、そ
の際には、上記スライダ（９）がその弾性変形により微
小振動を吸収するので所望の防振効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明に係る防振支持装置によれば、筒状体に圧縮ばね
、受座、スライダを積層状態で収納配置し、受座とスラ
イダとの接触面をテーパ面としたことにより、交通振動
や地震動の発生時、上記スライダを筒状体に対して所定
の鉛直摩擦力でもって鉛直方向に滑動させ、且つ、上部
構造物に対して所定の水平摩擦力でもって水平方向に滑
動させるようにしたから、簡単な構造により鉛直及び水
平振動に対して良好な減衰効果が得られてその実用的価
値は大である。また、上記スライダをその周方向に沿っ
て複数のブロック体に分割すれば、鉛直防振性がより一
層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る防振支持装置の一実施例を示す断
面図、第２図は第１図のｒ−ｒ線に沿う断面図、第３図
は第１図の防振支持装置を建築物の一部に通用した床防
振の施工例を示す正面図、第４図はスライダに作用する
水平Ｈ振力及び鉛直摩擦力を説明するための第１図の防
振支持装置の要部拡大断面図である。 （１−防振支持装置、 （２−下部構造ｖＡ（コンクリート床）、（３−上部構
造ｖＪ（防振床）、 （４−筒状体、　　　（６）−圧縮ばね、（７−受座、
　　　　（８）−内周面、（９−スライダ、 （９ａ）　〜　（９ｂ） ブロック体、 接触面（テーパ面）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部構造物上に垂設された筒状体と、筒状体内に
   収納されて下部構造物上に立設された圧縮ばねと、筒状
   体内にその内周面と非接触状態で収納されて圧縮ばね上
   に載置された受座と、筒状体にその内周面と摺接状態で
   鉛直方向に滑動自在に嵌挿されて受座上に載置され、上
   面に上部構造物が水平方向に滑動自在に載置されたスラ
   イダとからなり、上記受座とスライダとの相互の接触面
   を、筒状体の軸中心から内周面へ向かって下方傾斜する
   テーパ面としたことを特徴とする防振支持装置。
2. （２）請求項（１）記載のスライダをその周方向に沿っ
   て複数のブロック体に分割したことを特徴とする防振支
   持装置。