JPS6221948B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バネとスベリ式緩衝器とを介して上
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、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４
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。

本発明に係る上床を支持し、下床スラブ１１か
らの上下方向振動を絶縁すると共に水平方向に上
床を移動可能とする為の免振装置２０としては、
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、該スベリ板２１上を
円滑に滑動する様に底面とスベリ板２１との摩擦
係数を小さく処理したベースプレート２２を、前
記スベリ板２１上に載置してスベリ式水平動用緩
衝器２４とする。そして前記ベースプレート２２
上にバネ式上下動用緩衝器としての上下動用コイ
ルバネ２５を介してトツププレート２７をセツト
し、このトツププレート２７にて上床用梁１５を
支持せしめる。尚前記ベースプレート２２と前記
トツププレート２７とを水平方向動作については
一体としつつ、上下方向には伸縮し得る様に連結
する為に、トツププレート２７に上枠２８を固定
し、ベースプレート２２に下枠２９を固定し、該
上枠２８と下枠２９とをもつて枠体３０とする。
従つて、この上枠２８と下枠２９とにより成る枠
体３０は、上枠２８と下枠２９とを相互に嵌合す
ることにより上下方向へ自在に摺動する構造であ
つてトツププレート２７とベースプレート２２と
の間は上下動用コイルバネ２５により両者の間隔
を可変とするもトツププレート２７とベースプレ
ート２２とが水平方向にずれることを防止し得る
枠体３０である。

上述の如き構造の免振装置２０を、第２図に示
す如く、下床スラブ１１の大梁、小梁等の下床梁
１２及び柱１４等の位置を考慮した所定位置に設
け、これを支持点として、上床用梁１５を組み、
尚その上に仕上げ材を置いて上床１６を構成し、
下床スラブ１１と上床１６との間に上床下方空間
１８を有する二重床構造とする。

そして、第３図に示す様に、上床外縁１９又は
柱１４に対する上床内縁１７に水平動用コイルバ
ネ２３を設ける様にし、以て上床周縁を水平動用
コイルバネ２３であるバネ式水平動用緩衝器を介
して下床スラブ１１や壁面又は柱１４に係止す
る。尚、バネ式水平動用緩衝器の一端を上床周縁
位置に固定するに際しては、直接上床１６に固定
するのみでなく、上床周縁に配置された免振装置
２０の枠体３０に固定する場合も有る。

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
１６の質量と前記上床１６を係止する水平動用コ
イル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２０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２０に加わる荷重に応じて各免振装置２
０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。

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３０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を設け、該トツプ
プレート２７に上床梁１５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１１の上下振動よりも小さく
なり、又、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、
上枠２８及び下枠２９から成る枠体３０や上床１
６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、枠体３０
又は上床１６に水平動用コイルバネの一端を固定
し、下床スラブ１１又は壁面等に水平動用コイル
バネの他端を固定する様にし、以て水平方向動作
については上床１６へ一体にされた枠体３０又は
上床１６と、下床スラブ１１又は壁面と、の間の
適宜位置に水平動用コイルバネを配置している
故、枠体３０や上床１６は、下床スラブ１１の水
平振動から絶縁され、上床１６の水平振動を下床
スラブ１１の水平振動よりも小さくすることがで
きる。

従つて、本発明は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、上床１６に設置した機械装置４０
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は上床周縁に配置さ
れたベースプレート２２上の枠体３０と下床スラ
ブ１１との間、又は、上床１６の外縁１９や内縁
１７等の周縁と建物の壁面や柱との間の適宜位置
に分散配置し得るものであり、該免振上床１６の
設計及び施工は容易である。

尚、スベリ式水平動用緩衝器２４はスベリ板２
１の上面及びベースプレート２２下面を研磨し、
以てスベリ板２１とベースプレート２２との摩擦
係数を小さくする場合に限ることなく、フツ素樹
脂（テフロン）等の表面摩擦係数の小さな物質を
スベリ板２１又はベースプレート２２の表面に塗
布加工し、以てスベリ板２１とベースプレート２
２との摩擦係数を小さくする処理を施す場合もあ
る。

要するに本発明は、下枠２９と該下枠２９に対
し上下方向に摺動自在な上枠２８とをもつて枠体
３０となし、前記下枠２９はスベリ板２１上に載
置されるベースプレート２２と一体とし、前記上
枠２８は上床用梁１５を支持するトツププレート
２７と一体とし、トツププレート２７とベースプ
レート２２との間にバネ式上下動用緩衝器として
の上下動用コイルバネ２５を介在させると共に、
前記スベリ板２１を下床スラブ１１に固定し、ス
ベリ板２１とベースプレート２２をもつてスベリ
式水平動用緩衝器２４となし、更に水平動用コイ
ルバネ２３をバネ式水平動用緩衝器として上床周
縁と下床スラブ１１等との間に介在せしめて上床
周縁位置を下床スラブ１１、壁面又は柱に係止さ
せた構造を特徴とする免振上床であるから、下床
スラブ１１等が地震で水平動及び上下動を生じた
とき、水平動に関してはスベリ式水平動用緩衝器
２４によつて上床１６は下床スラブ１１に対して
移動可能とされており、且つ、上床１６の外縁１
９又は内縁１７等の周縁に設けたバネ式水平動用
緩衝器によつて下床スラブ１１に係止されている
故、下床スラブの振動に対し上床１６はその振幅
を小さくすることができ、効果的に免振され、
又、上下動に関しては、上床１６とスベリ式水平
動用緩衝器２４との間にバネ式上下動用緩衝器と
しての上下動用コイルバネ２５を介在させている
ことにより、建物即ち下床スラブ１１の上下振動
による上下動をも免振させることができる故、上
床１６の免振効果を確実とすることができる。

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４０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４０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４０を適宜に配設できる広さ
の場合には、各機械装置４０毎に防振具又は各機
械装置４０毎に免振装置を必要としたときの如き
機械装置４０相互間に必要とされた間隔が不必要
になり、床面績の利用度が向上するのみでなく、
機械装置の配置変更に当つて各機械装置４０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、非常に容易且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図は本発明に用いる免振装置の縦断面図、
第２図及び第３図は該免振装置を施工した二重床
の縦断面図及び平面図にして、第４図は共振を示
すグラフである。 １１…下床スラブ、１２…下床梁、１４…柱、
１５…上床梁、１６…上床、１７…柱回りの上床
内縁、１８…上床下方空間、１９…上床外縁、２
０…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、２４…スベ
リ式水平動用緩衝器、２５…上下動用コイルバ
ネ、２７…トツププレート、２８…上枠、２９…
下枠、３０…枠体、４０…機械装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下枠と、下枠に対し上下方向に摺動自在な上
   枠とをもつて枠体となし、前記下枠はスベリ板上
   に載置されるベースプレートと一体とし、前記上
   枠は上床梁を支持するトツププレートと一体と
   し、トツププレートとベースプレートとの間にバ
   ネ式上下動用緩衝器を介在させると共に前記スベ
   リ板を下床スラブに固定し、スベリ板とベースプ
   レートをもつてスベリ式水平動用緩衝器となし、
   更に上床周縁位置をバネ式水平動用緩衝器を介し
   て下床スラブ又は壁面等に係止せしめた構造を特
   徴とする免振上床。