JP2602441B2 - 床免震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、震動に弱い電算機その他のオフィスオー
トメション機器が設置される部屋の床が地震時等に水平
方向に振動するのを緩和する床免震装置に係り、さらに
いえば、引張り用のバネとダンパー（ピストン−シリン
ダ型の粘性ダンパー又はオリフィス型のオイルダンパ
ー）とを複合化したバネダンパー機構による床免震装置
に関するものである。

従来の技術 特開昭62−86265号公報に記載された床免震装置は、
第４図に主要部の構造を示したとおり、鋼球ｂを用いた
可動支承部Ｂにより、Ｈ形鋼で平版状に組立てられた床
構造体Ｆを低抵抗で水平移動が自在に支持せしめ、この
床構造体Ｆとコンクリート床スラブ等の固定床Ｃとの間
にダンパー作用部Ａを設置した構成とされている。

ダンパー作用部Ａの構造詳細は第５図に詳示したよう
に、浅く平たい容器a₁を固定床Ｃに固定し、その中に粘
性液体a₂を収容せしめ、粘性液体a₂中に浸漬され、かつ
容器a₁の底面と一定の間隔ｄをとった水平な抵抗板a₃が
垂直なロッドa₄により前記床構造体Ｆと一体的に結合さ
れている。

一方、前記抵抗板a₃の中立位置を中心として直角４方
向に引張用のコイルバネＥを配設し、その外端部は固定
具ｅにより固定床Ｃに固定し、内端部はロッドＧ及びフ
レキシブルなチェンｇを介して前記抵抗入力部たるロッ
ドa₄と連結されている。ロッドＧは、反力台を兼ねる容
器a₁の側壁までの長さとし、同容量a₁の側壁内面に当接
するストッパＨがロッドＧの先端部に取付けられてい
る。そして、前記ストッパーＨの位置からロッドa₄まで
の間がチェンｇで連結されているのである。

つまり、各方向のコイルバネＥにはトリガー機能用と
して予め所定大きさの予引張力を導入し、このトリガー
設定値はストッパーＨによって容器a₁に反力をとり、中
立位置のロッドa₄には一切負荷がかからない構成となっ
ている。したがって、床構造体Ｆが地震等の水平入力を
受けても、その水平入力が前記コイルバネＥに設定され
ているトリガー設定値以下の場合は、同床構造体Ｆの水
平移動は完全に拘束され床構造体Ｆは動かない。

しかし、トリガー設定値を超える大きさの水平入力を
受けて床構造体Ｆが水平移動を生ずると、抵抗板a₃が同
一に移動され、かつ引張り方向に位置するコイルバネＥ
を伸長させる。このとき抵抗板a₁が受ける粘性抵抗は減
衰力として働き床構造体Ｆの過大変形が防止される。そ
して、コイルバネＥの引張り力により元位置に戻す復元
力が与えられる。また、コイルバネＥのバネ力が長周期
に設定されているために免震効果が奏される。

本発明が解決しようとする問題点 上述した従来の床免震装置の場合、粘性液体a₂を収容
した容器a₁の上面開口には一応蓋をスライド可能に設置
するが、機能上蓋で完全に密封することはできない。し
たがって、床の施工期間中又は施工後の長い供用期間中
にゴミその他の異物が粘性液体a₂に混入するおそれがあ
り、異物の混入による粘性液体a₂の変質又は粘性値の変
化を生じ、ダンパー性能が変化するというメンテナンス
上の問題点がある。

また、粘性液体a₂中の抵抗板a₃が受ける粘性抵抗の大
きさは、容器底面との間隔ｄの大きさに反比例すること
は良く知られているとおりであるが、間隔ｄの大きさは
床施工中の施工誤差又は供用期間中の床載荷重の大きさ
や経年変化などによって変り易い。一方、供用期間中に
前記間隔ｄの大きさを調整することは不可能に近いこと
であるため、結局はダンパー性能の保全が難しいという
問題点がある。

問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解決するための手段として、
この発明に係る床免震装置は、図面の第１図〜第３図に
好適な実施例を示したとおり、 移動支承部で水平移動が自在に支持された床構造体と
固定床との間にダンパー作用部を設置して成る床免震装
置において、 イ） ダンパー作用部Ａは、床構造体Ｆの抵抗入力部１
と、該抵抗入力部１を中心として放射方向に配置されバ
ネダンパー機構２…とを連結して成るものとした。

ロ） 固定床Ｃには、前記抵抗入力部１の中立位置から
一定の移動距離だけ離れた位置に反力台３を固定した。

ハ） バネダンパー機構２は、引張り用のバネ７と、オ
イル又は粘性液体８を収容したシリンダ９とピストン10
とより成るダンパー11とを同心配置に複合化して成るも
のとし、該バネダンパー機構２の外端部は固定床Ｃに固
定し、内端側から床構造体Ｆの抵抗入力部１に向かって
延びる連結体６には反力台３の内側位置にストッパー４
を取付け、このストッパー４の位置から抵抗入力部１ま
での間は可撓体５で連結した、 構成としている。

作用 バネダンパー機構２の引張用コイルバネ７には予めト
リガー機能用として所定大きさの予引張力を導入してお
くことができる。その予引張力は、ストッパー４を介し
て反力台３に反力をとるので、中立位置にある床構造体
Ｆの抵抗入力部１に対しては一切負荷を及ぼしめない。

したがって、床構造体Ｆ及びその上に載置されたOA機
器などが地震等による水平入力を受けた場合でも、その
水平入力が前記トリガー設定値以下であるときは、床構
造体Ｆの水平移動は完全に拘束され動かない。

一方、床構造体Ｆ等が前記トリガー設定値よりも大き
い水平入力を受けると、床構造体Ｆはバネダンパー機構
２の抵抗力に打勝って水平移動を生じ、引張り方向に位
置するバネダンパー機構２を伸長動作させる。圧縮方向
に位置するバネダンパー機構２については可撓体５の変
形により一切の力を及ぼさない。前記引張り方向に位置
するバネダンパー機構２は、伸長されることに伴なって
引張り用のバネ７が抵抗し、同時にダンパー11のピスト
ン10が抵抗を受けるので、長周期化による過大変形を阻
止する事ができ、同時に免震効果が発揮される。

かくして床構造体Ｆが受けた水平入力とバネダンパー
機構２の抵抗力とが釣合いに達し、その後バネダンパー
機構２の引張力が勝って床構造体Ｆの復元動作が生ず
る。但し、この復元力は、バネ７の引張力と、ダンパー
11においてピストン10が受ける抵抗の大きさは、ピスト
ン10の外径とシリンダ９内径との差（間隔）の大きさ又
はピストンに設けたオリフィスの絞り効果に反比例する
が、前記の間隔はダンパー11の製作工程において高精度
に、かつ不変のものとして設定できるので、粘性抵抗の
大きさが供用期間中に変化することはない。そして、粘
性液体８は、シリンダ９内に完全密封の状態とされるの
で、異物等が入るおそれはなく、変質等するおそれがな
いのである。

床構造体Ｆの前記復元動作が抵抗入力部１の中立位置
に達すると同時に、ストッパー４が反力台３に当接する
ので、この時点でバネダンパー機構２の抵抗入力部１に
対する作用力は消失する。

仮に、床構造体Ｆが慣性力により抵抗入力部１の中立
位置を超えて反対側へオーバーランしかけても、その慣
性力が上述のトリガー設定値以下の場合はオーバーラン
が完全に拘束されて動かない。慣性力がトリガー設定値
よりも大きくて床構造体Ｆがオーバーランした場合は、
オーバーランの方向と反対側（引張り側）に位置するバ
ネダンパー機構２が上記のように働いて免震効果を発揮
するのである。

実 施 例 次に、第１図〜第３図に示した本発明の実施例を説明
する。

第１図はダンパー作用部Ａの全体構成図を示したもの
で、床構造体Ｆの抵抗入力部たるロッド１を中心として
直角４方向に４個（但し、方向及び個数はこの限りでは
ない）のバネダンパー機構２…が放射状に配置されてい
る。各バネダンパー機構２の外端部はアンカーブラケッ
ト12により固定床12に固定されている。同バネダンパー
機構２の内端側から前記ロッド１に向って求心方向に延
びるダンパー芯棒６は、可撓性のチェン５と一連の構成
でロッド１と連結されている。

ロッド１の中立位置を中心として、このロッド１（床
構造体）が地震等の水平入力を受けた際に移動するであ
ろう最大移動距離よりも少し大きい半径の円形リング状
をなす反力台３が、固定床Ｃに固定されている（但し、
反力台３はリング形状である必要はなく、個々にブラケ
ット構造でも良い）。前記ダンパー芯棒６はこの反力台
３の容孔に適してロッド１に向っている。同ダンパー芯
棒６の先端部には反力台３の内壁面に当接するピン又は
ローラー状のストッパー４が取付けられている。このス
トッパー４からロッド１までの間が可撓性のチェーン５
（又はワイヤー、ロープなど延びないものであれば可）
で連結されている。

より詳細な構成は第２図に示しているとおり、第４図
のような平版構造の床構造体Ｆを構成するＨ形鋼の下面
側に、下向きに高鋼度のロッド１を突設させ、これにチ
ェン５が連結されている（但し、ロッド１はボックス構
造体、又は複数本のロッドの集合体から成るものなどで
もい）。

バネダンパー機構２は、中心部に例えばシリコンオイ
ルの如き粘性液体８を収容したシリンダ９の外周部に、
引張用のコイルバネ７を巻装して複合化した構成とされ
ている。即ち、コイルバネ７の左端部はシリンダ９の左
端部に巻付けて固着し、右端部はダンパー芯棒６に設け
た凸部6aに止着されている。ダンパー芯棒６の先端部に
は、シリンダ９内のサブマリン型のピストン10が結合さ
れている。シリンダ９は、その左端部にピン13で連結し
たねじ軸14を固定床Ｃ上のアンカーブラケット12に通
し、調整ナット15で結合されている。

したがって、ダンパー芯棒６が図中右方へ引張られる
と、第３図に示したようにシリンダ９内をピストン10が
同一に移動し、かつ凸部6aに止着されたコイルバネ７が
伸長される。よって、ダンパー芯棒６にはピストン10が
シリンダ９内に収容した粘性液体８から受ける粘性抵抗
と、コイルバネ７の引張り抵抗との合成力が働き、免震
効果に寄与する。

他方、第３図の移動位置からコイルバネ７の引張力で
第２図の中立位置に向って復元動作するときにも、ピス
トン10には粘性抵抗が働くので、復元動作はゆっくり緩
慢に行なわれ、減衰効果が奏されるのである。

なお、ピストン10とシリンダ10の右端部との間にはダ
ンパー芯棒６の外周を覆うシール用蛇腹16を連結し、も
ってダンパー芯棒６とシリンダ９との間の軸封処理を容
易ならしめている。

異なる実施例 ダンパー11の構成としては、上述したサブマリン型の
ピストンとシリンダ内壁との間における粘性液体の粘性
抵抗を利用する原理のダンパー（粘性ダンパー）のほ
か、同じくピストン−シリンダ型であるが、ピストンに
設けたオリフィスをオイル等の液体が流通する際の流通
抵抗（絞り効果）を利用する原理のダンパー（オイルダ
ンパー）も全く同様に使用できるのである。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この
発明に係る床免震装置は、ダンパー作用部Ａに、引張り
用のバネ７とピストン−シリンダ型のダンパー11とを同
心配置に複合化した構成のバネダンパー機構２を使用す
るので、特にダンパー11の粘性抵抗の大きさはダンパー
11の製作においてピストン10の外径とシリンダ９の内径
との差又はピストン10に設けるオリフィスの大きさとし
て高精度に、かつ恒久的に不変の構成で設定でき、免震
効果の設計、施工を容易、確実ならしめるし、ひいては
供用期間中は免震性能が変化する危惧のない床免震装置
を提供できる。

また、バネダンパー機構２は、工場で製作したあと
は、現場へ搬入しセッティングするだけの単純作業で簡
単に取扱えるし、調整とか粘性液体の注ぎ足しなどの面
積がないので施工が容易なのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る床免震装置のダンパー作用部の
全体構成を示した平面図、第２図と第３図はバネダンパ
ー機構の中立状態と引張り状態を示した断面図、第４図
は従来の床免震装置の全体構成を示した斜視図、第５図
は従来のダンパー作用部の要部構造を示した断面図であ
る。 Ｂ……移動支承部、Ｆ……床構造体 Ａ……ダンパー作用部 １……抵抗入力部（ロッド） ２……バネダンパー機構、３……反力台 ７……コイルバネ、８……粘性液体 ９……シリンダ、10……ピストン 11……粘性ダンパー 12……アンカーブラケット ６……ダンパー芯棒（連結体） ５……チェン（可撓体）、４……ストッパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 速水 浩 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 相沢 覚 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動支承部で水平移動が自在に支持された
   床構造体と固定床との間にダンパー作用部を設置して成
   る床免震装置において、 イ） ダンパー作用部は、床構造体の抵抗入力部と、該
   抵抗入力部を中心として放射方向に配置されたダンパー
   機構とをそれぞれ連結して成り、 ロ） 固定床には前記抵抗入力部の中立位置から一定の
   移動距離だけ離れた位置に反力台を固定してあり、 ハ） バネダンパー機構は、引張り用のバネと、粘性液
   体を収容したピストン−シリンダ型のダンパーとを同心
   配置に複合化して成り、該バネダンパー機構の外端部は
   固定床に固定し、内端側から床構造体の抵抗入力部に向
   かって延びる連結体には反力台の内側位置にストッパー
   を取付け、このストッパーの位置から抵抗入力部までの
   間は可撓体で連結されていること、 を特徴とする床免震装置。