JPS5836145B2 - 免震床 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地震による力を吸収、又は、外部からの力を
吸収、あるいは、機器から発生する力を外部に云えない
ようにするための免震床に関するも，のである。

例えば、電子計算機、非常用発電機、危険物（ダイナマ
イト、薬品等）等は地震時においても安全な状態で運転
、又は、貯蔵されていなければならない。

このために、このような機器を設置する架台や危険物を
貯蔵する個所等の耐震装置に対する関心が非常に大きい
。

その耐震方法としては、大きく分けて、次ぎの２種に分
類される。

すなわち、 （１）原子力設置、球形タンク、変電設備等のように、
地震入力に対してそれらの強度を増す方向で、耐震設計
を行うもの （２）地震入力をばねによって吸収し、ばねの上に設置
されている機器、又は、危険物を安全な状態におくこと
を主眼とした、いわゆる、免震床によるもの である。

本発明は、特に、後者の免震床に関するものであるが、
従来の免震床は、床面に滑べり面を持ち、上下及び水平
方向にばねを取付けたばね座板と、それと架台との間に
配置された垂直ダンパとを有する構造になっており、平
常時には、上下方向のばねを固定するための平常時固定
装置が備えらている。

なお、この固定装置は、大きい地震入力が作用した場合
に平常固定装置のロックがはずれ、垂直方向ばねが効く
構造になっている。

また、水平方向についてはストツパはなく、上下方向ば
ねの下部取付け金具と、固定床とに固定された引張りば
ねによって復元力を持たせる機構となっている。

しかしながら、このような従来技術の機構のものには、
次ぎのような問題点がある。

すなわち（１）平常固定装置のロックがはずれる最小加
速を設定することが困難であること （２）ロックをいったんはずした後の再ロックが困難で
あること （３）水平方向に対するロックが無く、免震効果を発揮
させる最小加速度を設定することが困難であること （４）いったん水平方向に動いた後の復帰が困難である
こと （５）垂直ばねによるロッキングの危険性があること （６）垂直ばねの横剛性を水平方向ばねに対して無視す
ることができないので、水平ばねの設定及び効果を推定
することが困難であること などである。

本出願人は、既に、従来の機構のものにおける以上のよ
うな困難を克服する目的で、特願昭５４−１４５４１９
号として新規な発明「免震床」を提案している。

すなわち、この発明においては、その目的を達成するた
めに、免震されるべき機器等をその上に取付けるための
架台を、その下部に摩擦係数の小さな摩擦材を組込んだ
滑べり面を介して台わくの上に設置し、架台の対向する
端部又は周囲と、台わくの周壁との間に、予圧縮した水
平はね及びダンパを配置し、また、台わくには水平ばね
及びダンパを被覆するようにカバーを強固に取付け、こ
のカバーと台わくとか架台を遊間を有してはさむように
してロッキング防止作用を行なわせるようにし、同時に
、このカバーが架台の滑べり面に対する防じん用カバー
としても役立つようにした構成を有する免震床を、特徴
とするものであった。

この既に提案された免震床は、その所期の目的を達成す
ることは確認されているが、この免震床においては、免
震効果を大きくするためには、ばね定数を小さくする必
要があるが、圧縮ばねの場合、ばね定数を小さくすると
座屈を起こし、また、圧縮ばねの円柱軸に対して斜めに
変位した場合も、座屈を起こしやすいので、免震効果を
大きくすることができないという問題点のあることが分
かった。

そこで、本発明は、従来の機構のものにおける上記のよ
うな困難を克服すると同時に既に提案されているものに
おける上記のような問題点をも解消することのできる改
良された免震床を得ることを、その目的とするものであ
る。

本発明は、この目的を達成するために、固定して配置さ
れた水平な台わくの上に容易に動くことができるように
架台を水平に載置し、架台の上には免震されるべき機器
が固定されるようにし、また、台わくと架台との間には
引張りばねを、地震力等の作用によって架台が台わくに
対して相対運動を行なった場合に、その運動方向と反対
方向の引張りばねの端部は台わくに移動不能であるが、
運動方向のばねの端部は架台によって移動し、引張りば
ねが延伸されるように配置し、これによって、架台に復
元力が作用するようにすることを特徴とするものである
。

以下、本発明をその実施例を示す添附図面の第１〜８図
に基づいて説明する。

まず、第１及び２図に、一方向運動に有効な本発明によ
る免震床の１実施例を示すが、図において、１は、例え
ば、長方形状の水平な台わくであり、この上には、台わ
く１の平面形状に相似の平面形状を有するが、それより
も寸法の小さな架台２が、水平に置かれている。

この架台２は、その上に免震されるべき機器等が固定さ
れるものであり、この架台２は、その底面に設けられた
低摩擦要素３を介して、台わく１の上に水平に載置され
ている。

なお、この実施例においては、架台２の長辺方向の運動
に対してだけ免震効果が生ずるものとしてある。

この場合、低摩擦要素としては、適当な合成樹脂材料製
の棒材等を使用し、これが台わく１の上面に配置された
適当な合成樹脂材料製の低摩擦面４の上を、長辺方向に
容易に滑べるように構成するか、あるいは、前者として
、コロ又はボールを使用し、後者として、コロ又はボー
ル受け板を使用し、同様に、長辺方向に容易にころがり
運動をすることができるように構成するかする。

また、台わく１には、その周辺にある高さの垂直壁５を
設け、これによって架台２を適宜の間隔を有して包囲す
るようにし、更に、この垂直壁５の上辺から内方に適宜
の幅を有するつば６を水平に張出させ、つば６の内周辺
部が架台２の上周辺部に、わずかなすきまを有して重な
り合い、架台２の外周辺を被覆するようにしてある。

このようにして、台わく１、垂直壁５及びつば６によっ
て、架台２をほぼ密閉する防じんケースを形成するよう
にする。

また、架台２には、その対向する１対の短辺のそれぞれ
には、各短辺に隣接する他の対向する１対の長辺のそれ
ぞれの一部をも包囲するように、１対のばね接続治具１
０を対向するように配置し、更に、垂直壁５と、それに
対向するばね接続治具１０とを、正常時の架台２の位置
に対応する位置において、ロープ、チエン等の一定長さ
までの引張りに対しては抵抗をしないが、一定長さ以上
に引張ると抵抗をし、圧縮に対しては抵抗をしない適宜
な構成を有する１組の止め治具１３により連結しておき
、一方のばね接続治具１０が引張りはね１１の作用に抗
して対向する垂直壁５の方向に動かされた時に、他方の
ばね接続治具１０が、それに接続された止め治具１３に
よってその方向に動くことを阻止するようにしてある。

また、各ばね接続治具１０と、それに対向する垂直壁５
とを、必要があれば、複数個のダンパ１４によって連結
することもある。

このようにして、本発明においては、架台２が地震等の
作用によって長辺方向に台わく１に対して相対移動をす
る場合には、運動方向にあるばね接続治具１０は架台２
と一緒に動くのに対し、反対方向のばね接続治具１０は
、止め治具１３によって動くことができないので、これ
らのばね接続治具１０に各端部を連結されている水平引
張りコイルばね１１は伸長する。

従って、架台２は、これらの伸長された引張りコイルば
ね１１によって復元力を与えられることになる。

なお、この場合、あらかじめ、水平ばね系の固有振動数
が外力の振動数よりも小さくなるように、ばね定数を設
定しなければならない。

また、水平ばね１１，はターン・バックル等の長さ調整
治具１２によってあらかじめ引張り荷重を掛けておくこ
とによって、架台２が入力に対して応答を開始する最小
加速度を設定することができる。

なお、この場合、静止状態における架台２と、ばね接続
治具１０との間のすきまが小さい程、セット予荷重どお
りの加速度から架台２は動き出すことになる。

今、このことを図について説明すると、例えば、第３図
において、横軸は変位Ｘを、縦軸は荷重Ｐを、それぞれ
表わすが、水平ばね１１をあらかじめ引張ることによっ
て生じた予荷重をＦＯ（ＫＡ静止摩擦力を”ｆｒＮ、低
摩擦要素３の上部の総質量をｍ（’ｄとすると、入力加
速度ＡＯＸ（ｇａｌ）が でないと架台２は動かないことになる。

実際には、第１及び２図における各ばね１１のばね定数
をＫ／２（Ｎ／ｍ）、低摩擦要素３の上部の総質量をｍ
（ＫＯとし、あらかじめ実側した静止摩擦力をＦｆｒ
（Ｎ）とすると、今、一つのばね長さ方向への入力加速
度が１００（ｇａｌ）まで、架台２を台わく１に対して
静止させておくための水平はね１１の予引張り長さをｍ
とすると ？得られる。

すなわち、各ばねをδ（ｍｍ）だけあらかじめ引張って
おくと良いことが分かる。

なお、この場合、架台２と台わく１との間にダンパ１４
を配置すると、水平ばね系の減衰力が必要以上に小さい
時に、減衰力を与えることができる。

このように、第１及び２図に示した実施例のものは、架
台２の長辺方向に対してだけ免震効果を有するものであ
るが、第４及び５図は、平面上のすべての並進及び回転
運動に対して有効な本発明の他の実施例を示すものであ
る。

図には、この実施例においては、台わく１及び架台２が
正方形の輪郭を有するものとして示されており、また、
ばね接続治具は、架台２の各すみに、ほぼＬ形断面の４
個の治具１０、〜１０４として配置され、各治具の対向
している端部を、それぞれ、水平な引張りコイルばね１
１を介して、各辺に沿って連結してある。

なお、各ばね接続治具１０〜１０４は、その角部を、架
台２が正常位置にある状態において、対向する垂直壁５
の各すみ部に、第１及び第２図に示したものと同様の止
め治具１３によって、それぞれ、連結してある。

この実施例においても、第１及び２図に示した実施例の
場合と同様に、架台２が地震力等の作用によって移動し
た場合には、その移動方向に対応する引張りコイルばね
１１が延伸することによって復元力を与えられるが、第
４及び５図においては、１例として、架台２は、図で見
て右方に移動した状態で示されている。

この図から分かるように、この移動の方向と反対方向に
あるばね接続治具１ ０３， １ ０，が、止め治具１
３によってその移動を阻止されているので、この治具１
３に連結された引張りばね１１の端部はそのままの位置
を保持するが、引張りコイルばね１１の他端部はその方
向にあるばね接続治具１０。

，１０２を介して延伸され、架台２に復元力を与える。

なお、このような地震力の方向に限らず、他の水平方向
の地震力等に対しても、関係する引張りばね１１が延伸
され、従って、この実施例においては、架台２の併進及
び回転の両運動に対して、有効に復元力を与えることが
分かる。

また、第６図及び７図は、本発明の他の実施例として、
第４及び５図に示した実施例における４組υ）引張りコ
イルはね１１の内の３個を１本のロープ等の線条部材２
０に置き換えると共に各ばね接続治具１０１〜１０４の
角部外方に滑車２１１〜２１４を取付け、これらの滑車
を経て線条部材２０を残りの１組のコイルばね１１に連
結し、ばね１１と線条部材２０とによって一つのループ
を形成するようにしたものである。

このようにして、この実施例のものも、第４及び５図に
示した実施例のものと同様の作用を行なわせることがで
きる。

なお、同様の作用は、３個の引張りコイルばね１１の代
わりに、２個又は１個だけを線条部材に置き換え、同様
のループを形成することによっても得られることは、明
らかなところである。

また、第４〜７図には図示を省略してあるが、これらに
示された実施例においても、第１及び２図に示された実
施例の場合におけるように、架台２と台わく１との間に
ダンパを適宜に配置することもできることは、無論のこ
とである。

最後に、第８図は、本発明による免震床を応用した大面
積免震床の例を示すものであるが、この免震床において
は、上に説明された免震床と同一の構成を有する数個の
免震ユニット３０と、低摩擦材ユニット３１とによって
大面積の架台３２を支持することによって構成されてい
る。

このようにして、本発明の免震床を応用することによっ
て、簡単に大面積の免震床を作ることができる。

なお、ここで、低摩擦ユニット３１としては、例えば、
台わくの上に、コロによって支持された台わくによって
構成することができる。

本発明は、以上のような構成及び作用を有するので、次
ぎのような効果を得ることができる。

すなわち、 （１）いずれの水平方向にも免震効果を持たせること○ （２）回転に対する復元力、免震効果を有すること。

（３）予荷重を自由に設定することができること、すな
わち、免震効果を持たせるべき最低加速度を、簡単に設
定することができると共にその最低加速度まではストツ
パとして作用すること。

（４）免震床が免震効果を発揮し、動いた後、自然に平
常状態に復元すること。

（５）ユニット化が簡単にできること。

（６）複数個のユニットを連結して簡単に大型免震床を
作ることができること。

などである。

更に、先に提案された免震床に比べても、本発明におい
ては、引張りコイルばねを利用しているので、座屈する
ことがなく、ばね定数を小さくすることができ、従って
、免震効果を大きくすることができるというすぐれた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１及び２図は、本発明の１実施例として一方向運動に
有効な免震床の平面及び断面図、第３図は、引張りばね
の予荷重及び静止魔擦力並びに変位の関係を示す線図、
第４及び５図は、本発明の他の実施例として、平面上の
すべての併進及び回転運動に有効な免震床の平面図及び
断面図、第６及び７図は、第４及び５図に示した実施例
の変形を示す平面及び断面図、第８図は、本発明の免震
床を免震ユニットとして作られた大面積の免震床の側面
図である。 １・・・・・・台わく、２・・・・・・架台、３・・・
・・・低摩擦要素、１０，１０１〜１０４・・・・・・
ばね接続治具、１１・・・・・・引張りコイルばね、１
２・・・・・・長さ調整治具、１３・・・・・・止め治
具、１４・・・・・・ダンパ、２０・・・・・・線条部
材、３０・・・・・・免震床ユニット、３１・・・・・
・低摩擦ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定して配置されたほぼ長方形状の平面輪郭を有す
   る水平な台わくの上にほぼ長方形状の平面輪郭を有する
   架台を、台わくの下面と架台の上面、又は、両面のいず
   れか一方を低摩擦材によって構成することによってか、
   あるいは、両面の間にコロ又はボールを配置することに
   よってかして容易に動くことができるように載置し、こ
   の架台の上に免震されるべき機器が固定されるようにし
   、長方形状の輪郭を有する架台には、その対向する辺に
   接するように１対のばね接続治具を台わくの上に配置し
   、ばね接続治具の対向する端部を、架台の他の対向する
   辺に沿って配置された引張りばねによって相互に連結し
   、また、正常時の架台の位置に対応する位置において各
   ばね接続治具と台わくとを、一定の長さまでの引張りに
   対しては抵抗をしないが、一定の長さ以上に引張ると抵
   抗をし、圧縮に対しては抵抗をしないロープ、チェーン
   等の止め治具によってそれぞれ連結したことを特徴とす
   る免震床。 ２ 引張りばねがコイルばねである特許請求の範囲第１
   項記載の免震床。 ３ 各引張りばねにターン・バックル等の長さ調整治具
   を組込んだ特許請求の範囲第２項記載の免震床。 ４ 固定して配置されたほぼ長方形状の平面輪郭を有す
   る水平な台わくの上にほぼ長方形状の平面輪郭を有する
   架台を、台わくの下面と架台の上面、又は、両面のいず
   れか一方を低摩擦材によって構成することによってか、
   あるいは、両面の間にコロ又はボールを配置することに
   よってかして容易に動くことができるように載置し、こ
   の架台の上に免震されるべき機器が固定されるようにし
   、長方形状の輪郭を有する架台には、その対向する辺に
   接するように１対のばね接続治具を台わくの上に配置し
   、ばね接続治具の対向する端部を、架台の他の対向する
   辺に沿って配置された引張りばねによって相互に連結し
   、また、正常時の架台の位置に対応する位置において各
   ばね接続治具と台わくとを、一定の長さまでの引張りに
   対しては抵抗をしないが、一定の長さ以上に引張ると抵
   抗をし、圧縮に対しては抵抗をしないロープ、チェーン
   等の止め治具によってそれぞれ連結し、更に、架台と台
   わくとの間にダンパを配置して成ることを特徴とする免
   震床。 ５ 引張りばねがコイルばねである特許請求の範囲第４
   項記載の免震床。 ６ 各引張りばねにターン・バックル等の長さ調整治具
   を組込んだ特許請求の範囲第５項記載の免震床。 ７ 固定して配置されたほぼ長方形状の平面輪郭を有す
   る水平な台わくの上にほぼ長方形状の平面輪郭を有する
   架台を、台わくの下面と架台の上面、又は、両面のいず
   れか一方を低摩擦材によって構成することによってか、
   あるいは、両面の間にコロ又はポールを配置することに
   よってかして容易に水平に動くことができるように載置
   し、この架台の上に免震されるべき機器が固定されるよ
   うにし、長方形状の平面輪郭を有する架台には、その各
   角部にＬ字形のばね接続治具を台わくの上に配置し、各
   治具の対向する端部を架台の各辺に沿って配置された引
   張りばねによってそれぞれ相互に連結し、また、正常時
   の架台の位置に対応する位置において各ばね接続治具の
   角部と台わくの各角部とを、一定の長さまでの引張りに
   対しては抵抗をしないが、一定の長さ以上に引張ると抵
   抗し、圧縮に対しては抵抗をしないロープ、チェーン等
   の止め治具によってそれぞれ連結したことを特徴とする
   免震床。 ８ 引張りばねがコイルばねである特許請求の範囲第７
   項記載の免震床。 ９ 各引張りばねにターン・バックル等の長さ調整治具
   を組込んだ特許請求の範囲第８項記載の免震床。 １０固定して配置されたほぼ長方形伏の平面輪郭を有す
   る水平な台わくの上にほぼ長方形状の平面輪郭を有する
   架台を、台わくの下面と架台の上面、又は、両面のいず
   れか一方を低摩擦材によって構成することによってか、
   あるいは、両面の間にコロ又はボールを配置することに
   よってかして容易に水平に動くことができるように載置
   し、この架台の上に免震されるべき機器が固定されるよ
   うにし、長方形状の平面輪郭を有する架台には、その各
   角部にＬ字形のばね接続治具を台わくの上に配置し、各
   治具の対向する端部を架台の各辺に沿って配置された引
   張りばねによってそれぞれ相互に連結し、また、正常時
   の架台の位置に対応する位置において各ばね接続治具の
   角部と台わくの各角部とを、一定の長さまでの引張りに
   対しては抵抗をしないが、一定の長さ以上に引張ると抵
   抗をし、圧縮に対しては抵抗をしないロープ、チェーン
   等の止め治具によってそれぞれ連結し、更に、架台と台
   わくとの間にダンパを配置して成ることを特徴とする免
   震床。 １１ 引張りばねがコイルばねである特許請求の範囲
   第１０項記載の免震床。 １２各引張りばねにターン・バックル等の長さ調整治具
   を組込んだ特許請求の範囲第１１項記載の免震床。 １３ 固定して配置されたほぼ長方形状の平面輪郭を有
   する水平な台わくの上にほぼ長方形伏の平面輪郭を有す
   る架台を、台わくの下面と架台の上面、又は、両面のい
   ずれか一方を低摩擦材によって構成することによってか
   、あるいは、両面の間にコロ又はボールを配置すること
   によってかして容易に動くことができるように載置し、
   この架台の上に免震されるべき機器が固定されるように
   し、長方形状の輪郭を有する架台には、その各角部にＬ
   字形のはね接続治具を台わくの上に配置し、各ばね接続
   治具の角部外方にそれぞれ滑車を取付け、各滑車を、一
   部分に引張りばねを介装された線条部材によって一つの
   ループを形成するように相互に連結し、また、正常時の
   架台の位置に対応する位置において各ばね接続治具の角
   部と台わくの各偶部とを、一定の長さまでの引張りに対
   しては抵抗をしないが、一定の長さ以上に引張ると抵抗
   をし、圧縮に対しては抵抗をしないロープ、チェーン等
   の止め治具によってそれぞれ連結したことを特徴とする
   免震床。 １４固定して配置されたほぼ長方形状の平面輪郭を有す
   る水平な台わくの上にほぼ長方形状の平面輪郭を有する
   架台を、台わくの下面と架台の上面、又は、両面のいず
   れか一方を低摩擦材によって構成することによってか、
   あるいは、両面の間にコロ又はボールを配置することに
   よってかして容易に水平に動くことができるように載置
   し、この架台の上に免震されるべき機器が固定されるよ
   うにし、長方形状の平面輪郭を有する架台には、その各
   角部にＬ字形のばね接続治具を台わくの上に配置し、各
   ばね接続治具の角部外方にそれぞれ滑車を取付け、各滑
   車を一部分に引張りばねを介装された線条部材によって
   一つのループを形成するように相互に連結し、また、正
   常時の架台の位置に対応する位置において各ばね接続治
   具の角部と台わくの各角部とを、一定の長さまでの引張
   りに対しては抵抗をしないが、一定の長さ以上に引張る
   と抵抗をし、圧縮に対しては抵抗をしないロープ、チェ
   ーン等の止め治具によってそれぞれ連結し、更に、架台
   と台わくとの間にタンパを配置して成ることを特徴とす
   る免震床。