免震装置
【課題】簡易な構成で圧力損失（減衰量）を低減し、補助タンクを有効利用することで、免震効果の向上を図る。
【解決手段】免震装置１２０は、建築物のスラブ１１０と床構造体１３０に狭装された空気ばね１５０と、空気ばねと連通管１５４を通じて連通する複数の補助タンク１５２とを備え、複数の補助タンクは、空気ばねに並列に連設される。こうして、連通管による圧力損失を抑制し、適切な数の補助タンクを連設することで、免震効果が向上する。
【解決手段】免震装置１２０は、建築物のスラブ１１０と床構造体１３０に狭装された空気ばね１５０と、空気ばねと連通管１５４を通じて連通する複数の補助タンク１５２とを備え、複数の補助タンクは、空気ばねに並列に連設される。こうして、連通管による圧力損失を抑制し、適切な数の補助タンクを連設することで、免震効果が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震動を低減して床構造体を効果的に保護する免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震装置は、柔軟に変位可能なアイソレータによって、地震時の振動（地震動）を低減し、コンピュータや精密機器を積載した床構造体にその振動を極力伝達させない装置である。免震装置は、鉛直方向に機能するものと水平方向に機能するものがある。鉛直方向の免震装置としては、コイルバネ（例えば、特許文献１）や空気ばねが用いられる。ここでは、コイルバネや空気ばねのばね定数が小さいほど、地面（スラブ）の振動が床構造体に伝達しないこととなる。
【０００３】
しかし、ばね定数を小さくするため単に空気ばねの容積を増やすには限界がある。そこで、空気ばねに並行してコイルバネ等を用い、鉛直方向の振動の長周期化を実現する技術が知られている（例えば、特許文献２、３）。また、空気ばねに補助タンクを連設し、空気ばねの見かけの体積を増やす技術も開示されている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８８２３４号公報
【特許文献２】特開２００７−７１３９９号公報
【特許文献３】特開２００４−４４７４８号公報
【特許文献４】特開平１０−２０５１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空気ばねに補助タンクを連設する技術では、空気ばねの見かけの体積を増やすことで、地震発生時におけるスラブの振動による床構造体への影響を低減することができる。また、空気ばねと補助タンクとを連通する連通管の口径を絞り、連通管に減衰機能を持たせることで、平常時においては、人の移動や歩行による荷重変化に応じた床構造体の揺れを抑制することも可能となる。
【０００６】
ただし、補助タンクとして必要な容積に比べ、スラブと床構造体との制限された空間において補助タンクが占有可能な容積は小さいので、通常、補助タンクは、所定容積の複数の耐圧容器を連設して構成される。また、補助タンクそれぞれの配置や他の構造部材との取り回しの関係から、従来では空気ばねに対して補助タンクが直列に連設されていた。
【０００７】
このように補助タンクを直列に複数連設する場合、スラブと床構造体とによって占有空間が制限されているので、補助タンクを直線上に配置するのは困難である。したがって、空気ばねと補助タンク、または、補助タンク同士を、他と連設する口である通気口の方向を異にして配置し、管の中心軸が屈折したエルボ等を連通管に設ける必要があった。そうすると、エルボによる圧力損失（圧力損出）が生じ、想定していた減衰量を大幅に上回る事態が生じていた。また、補助タンクを直列に連設することで、空気ばねと離隔した補助タンクでの圧力損失が大きくなり、圧力変動が離間した補助タンクまで伝達しなくなって、連設する補助タンクを増やしたとしても、最早、ばね定数の低減に寄与しないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、連通管による減衰効果を維持し、補助タンクを有効利用することで、免震効果の向上を図ることが可能な、免震装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の免震装置は、建築物のスラブと床構造体に狭装された空気ばねと、空気ばねと連通管を通じて連通する複数の補助タンクと、を備え、複数の補助タンクは、空気ばねに並列に連設されることを特徴とする。
【００１０】
連通管は、空気ばねに設けられた複数の通気口と複数の補助タンクとをそれぞれ連通してもよい。
【００１１】
複数の通気口のうち、少なくとも１の通気口は、他の通気口より開口面積が大きいとしてもよい。このとき、１の通気口と他の通気口の直径比は、１よりも大きく１６よりも小さくてもよい。
【００１２】
連通管は、空気ばねに設けられた通気口から延伸し、さらに複数に分岐することで、空気ばねと複数の補助タンクとをそれぞれ連通してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成で連通管による減衰効果を維持し、補助タンクを有効利用することで、免震効果の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】免震システムの概略的な構成を説明するための説明図である。
【図２】空気ばねと複数の補助タンクとの位置関係を示した説明図である。
【図３】空気ばねに、補助タンクが接続された系の力学モデルを示した説明図である。
【図４】スラブに印加された振動の床構造体への影響を説明するための説明図である。
【図５】空気ばねと複数の補助タンクとの位置関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
（免震システム１００）
図１は、免震システム１００の概略的な構成を説明するための説明図である。免震システム１００は、スラブ１１０と、免震装置１２０と、床構造体１３０とを含んで構成され、地震動を低減して床構造体１３０を効果的に保護することが可能である。
【００１７】
スラブ１１０は、建築物における構造物基礎の最上部の床構造または上下階間の床構造であり、面に垂直な荷重を支える石やコンクリート等の厚板を示す。本実施形態において、スラブ１１０は、地震時に地面と一体的に振動する。免震装置１２０は、地震時にスラブ１１０にかかる振動を、床構造体１３０に極力伝達させない装置である。本実施形態では、振動を伝達させない鉛直方向のアイソレータとして空気ばねおよびオイルダンパが用いられる。床構造体１３０は、建築物屋内における居住者や作業者が移動可能な領域の床部分に相当する。
【００１８】
地震等が生じると、スラブ１１０が地面と一体となって振動するが、免震装置１２０がスラブ１１０から床構造体１３０へ伝達される振動を低減するので、床構造体１３０上にいる居住者や作業者への地震の影響は少なくなる。このとき、免震能力を高めるためには、免震装置１２０のばね定数は小さい方がよい。しかし、免震能力を高めようとして、免震装置１２０における空気ばねのばね要素を単に柔らかくするだけでは、床構造体１３０上にいる居住者や作業者等の移動や歩行による荷重変動に対しても床構造体１３０が揺れてしまい、居住者や作業者は違和感を覚えることとなる。また、床構造体１３０上にコンピュータや精密機器を積載している場合、このような振動の影響を極力回避しなければならない。
【００１９】
そこで、本実施形態では、免震装置１２０を構成する空気ばねに複数の補助タンクを並設し、さらに、その連通部分を工夫することで、地震発生時におけるスラブ１１０の振動による床構造体１３０への影響を低減すると共に、平常時においては、人の移動や歩行による荷重変化に応じた床構造体１３０の揺れを抑制する。以下、このような目的を実現可能な免震装置１２０の詳細な構成を説明する。
【００２０】
（免震装置１２０）
免震装置１２０は、図１に示すように、空気ばね１５０と、補助タンク１５２と、連通管１５４と、オイルダンパ１５６と、相対変位検出部１５８と、空気圧制御部１６０と、空気源１６２と、サーボバルブ１６４とを含んで構成される。
【００２１】
空気ばね１５０は、ベローズ形やダイヤフラム形の可撓性容器で形成された外装中に、所定の圧力の空気（気体）を封入してなる弾性体である。空気ばね１５０は、建築物のスラブ１１０と床構造体１３０に狭装されている。また、空気ばね１５０は、内包する空気の容積を変化させることで任意にばね定数を設定することができ、極めて柔らかい弾性を実現することが可能である。したがって、金属ばねでは吸収しきれない微震を低減することもでき、地震動によっては共振し難いといった特性も有している。
【００２２】
免震装置１２０の弾性体として、仮に金属ばねを用いた場合、コンピュータ等のダウンサイジングによって床構造体１３０上の積載物の重量が変わり床構造体１３０の固有振動数が高くなると（固有周期が短期化すると）、それに合わせて金属ばね自体を、ばね定数が小さい新たな金属ばねに交換しなければならなくなる。また、このような金属ばねの硬化により免震能力が低下してしまうといった問題も生じることとなる。本実施形態で用いられる空気ばね１５０では、積載荷重が変化しても固有振動数がほとんど変化しないので、メンテナンスや免震能力の維持において有利である。
【００２３】
また、空気ばね１５０は可撓性容器で形成された弾性体なので、鉛直方向のみならず、水平方向の免震能力も備えているが、実用性の面から、水平方向の免震には、別途、積層ゴム等を用いるのが一般的である。説明の便宜上、本実施形態においては、鉛直方向の免震を担う空気ばね１５０の作用のみに着目し、水平方向の免震については記載を省略する。
【００２４】
ここでは、空気を用いた空気ばね１５０を採用しているが、空気に限らず、液体等、その用途に応じた流体を封入した流体ばね等も用いることができる。また、ここでは、説明の便宜上、空気ばね１５０内の気体を空気と表現しているが、その成分を限定するものではなく、様々な気体を適用することができる。
【００２５】
補助タンク（補助空気室）１５２は、複数の耐圧容器で構成され、連通管１５４を通じて空気ばね１５０に連通している。また、他の補助タンク１５２に連通することもある。
【００２６】
上述したように、地震動に対する固有周期の長周期化を図るためには、空気ばね１５０を大きくする必要がある。ここでは、空気ばね１５０に補助タンク１５２を連設することで、空気ばね１５０の見かけの容積を増やして固有周期の長周期化を図る。このような空気ばね１５０の見かけの容積を効果的に増やすためには、補助タンク１５２の容積を大きくとる必要がある。ただし、スラブ１１０と床構造体１３０との間の空間は狭く、他の構造部材もあるため、補助タンク１５２の形状や占有体積が制限され、配置自由度が小さい。ここでは、補助タンク１５２を複数並設することで、容積を確保することとする。詳しくは後述するが、本実施形態においては、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２とを、直列ではなく並列に連設している。
【００２７】
連通管１５４は、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通する。また、補助タンク１５２同士を連通することもある。図１における連通管１５４と空気ばね１５０および補助タンク１５２との連通位置は、模式的に説明するためのものであって、実際には、剛性等を踏まえ適所に配置される。また、連通管１５４は、その管の径を例えばオリフィス等により絞ることで（例えば、口径を１０ｍｍ以下とすることで）、地震動を減衰する機能も生じる。このような連通管１５４の絞りは、可変バルブの開口度調整や、内周の異なるワッシャーの置換等を通じて調整することができる。
【００２８】
また、連通管１５４に、リリーフバルブや電磁弁等を設けることもできる。リリーフバルブは、空気ばね１５０と補助タンク１５２との気圧差が所定閾値以上になると自体の弁を開き、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通し、空気ばね１５０と補助タンク１５２との気圧差が再び所定閾値未満となると弁を閉じる。電磁弁は、地震の発生を地震波検知センサで検知して電気的な駆動弁を開閉する。こうして、地震動の大きさに応じて空気ばね１５０のばね定数を切り換えることが可能となる。
【００２９】
オイルダンパ１５６は、地震動による振動エネルギーを吸収し（減衰し）、当該免震装置１２０に必要な減衰機能を空気ばね１５０と補助タンク１５２とによる減衰機構と按分する。オイルダンパ１５６としては、減衰係数（減衰特性）が固定されたものを用いることもできるが、地震動の大きさに応じて減衰係数が切り換わるセミ・アクティブ型のオイルダンパ１５６を用いてもよい。
【００３０】
ところで、空気ばね１５０は、床構造体１３０上の荷重変動に応じて、その荷重変動に対応した内圧を得るために空気ばね１５０内の容積が変化し、床構造体１３０の鉛直位置が変化する場合がある。ここでは、図１に示した、相対変位検出部１５８、空気圧制御部１６０、空気源１６２、サーボバルブ１６４を用いて、以下のように床構造体１３０をレベル制御している。
【００３１】
相対変位検出部１５８は、スラブ１１０に立設され床構造体１３０に対するレーザ反射時間を検出するレーザ変位計等で構成され、スラブ１１０と床構造体１３０との相対変位（鉛直方向の相対距離）を検出する。
【００３２】
空気圧制御部１６０は、床構造体１３０上の荷重変動による床構造体１３０自体の変位に応じて、その変位を相殺する制御指令を生成し、後述するサーボバルブ１６４に送信する。
【００３３】
空気源１６２は、コンプレッサで構成され、空気ばね１５０および補助タンク１５２に空気を供給することで、大気圧より高い気圧を任意に加えることができる。
【００３４】
サーボバルブ１６４は、空気圧制御部１６０からの制御指令に応じて空気源１６２の気圧を制御し、空気ばね１５０および補助タンク１５２の気圧を増減する。また、初期設定時には、空気ばね１５０および補助タンク１５２の両者の気圧が予め設定された所定の気圧になるように空気源１６２から空気を供給させる。
【００３５】
（空気ばね１５０と補助タンク１５２との連設例）
上述したように、空気ばね１５０は、１または複数の補助タンク１５２を連設することで見かけの体積を増やすことができる。例えば、空気ばね１５０がベローズ形である場合において、空気ばね１５０の横断面積の変化率を無視すると、空気ばね１５０のばね定数は、大凡、容積の逆数に比例し、固有振動数は、そのばね定数の２乗根に比例する。したがって、１または複数の補助タンク１５２すべての総容積（合計の容積）を空気ばね１５０の３倍とし、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通した場合、空気ばね１５０のばね定数は、連通していないときの１／（１＋３）＝１／４倍になり、固有振動数は１／√４＝１／２倍となる。例えば、補助タンク１５２を連通していないときの固有振動数が１Ｈｚであれば、連通すると０．５Ｈｚとなる。このように、補助タンク１５２を連設すればするほど、固有周期の長周期化を図ることができ、地震発生時におけるスラブ１１０の振動による床構造体１３０への影響を低減することができる。ただし、補助タンク１５２の総容積は空気ばね１５０の容積の３倍以下とするのが望ましい。
【００３６】
また、上述したように、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通する連通管１５４の口径を絞ることで、免震装置１２０に減衰機能を持たせることができる。このような連通管１５４による減衰量は連通管１５４を流れる流体の速度の増加の２乗に比例して大きくなる。したがって、空気ばね１５０が受ける振動の周波数が高いほど減衰量が大きくなる。こうして、上記地震発生時におけるスラブ１１０の振動による床構造体１３０への影響を低減するのみならず、平常時においては、人の移動や歩行による荷重変化に応じた床構造体１３０の高周波数の揺れを抑制することが可能となる。
【００３７】
ところで、従来、このような補助タンク１５２は、その配置や他の構造部材との取り回しの関係から、空気ばね１５０に対して直列に連設されていた。補助タンク１５２を直列に連設すると、連設に用いるエルボの圧力損失の変動範囲が大きいため、全体的な減衰量を設定し難く、減衰量の事後的な調整を余儀なくされたり、空気ばね１５０と離隔した補助タンク１５２、即ち、空気ばね１５０との間に複数段の他の補助タンク１５２が存在する補助タンク１５２では、他の補助タンク１５２による圧力損失が大きくなり、圧力変動が伝達しなくなって、その連通管１５４において有効な減衰効果を得られない、という問題があった。連通管１５４において減衰効果を得られないことは、換言すれば、その後段の補助タンク１５２が見かけの体積としても機能しないこととなり、最早、その後段の補助タンク１５２は、ばね定数の低減に寄与していなかった。そこで、本実施形態では、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２とを並列に連通し、空気ばね１５０と連通管１５４との距離を短くする。
【００３８】
図２は、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２（図２中、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃで示す。）との位置関係を示した説明図である。図２（ａ）では、空気ばね１５０に３つの通気口１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃが設けられ、連通管１５４は、通気口１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃと３つの補助タンク１５２とをそれぞれ連通している。ただし、補助タンク１５０は３つに限らず、また、その空気ばね１５０における通気口１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃの配置も図示の位置に限定されない。
【００３９】
このように空気ばね１５０と補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとを並列に連通することで、連通管１５４の総口径は、１つの場合と比較して３倍となり、それぞれの連通管１５４の流量および流速は１／３となる。そうすると、各連通管１５４で負担する減衰量が１／９となる。そこで、補助タンク１５２を直列に連設する場合に相当する減衰を並列に連設する場合においても維持するためには、各連通管１５４の口径を１／３にすればよい。
【００４０】
ここでは、空気ばね１５０と補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとを並列に連通しているので、空気ばね１５０と補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとの距離を均一的に短くすることができる。そうすると、補助タンク１５２をさらに増設したとしても補助タンク１５２が見かけの体積として機能し、ばね定数をさらに低減することが可能となる。かかる事象については、力学モデルや振動伝達率を用いて以下に詳述する。
【００４１】
図３は、空気ばね１５０に、補助タンク１５２が接続された系の力学モデルを示した説明図である。図３（ａ）は、本実施形態における、補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃを並列に連設した場合の力学モデルを示し、図３（ｂ）は、従来における、３つの補助タンク１５２を直列に連設した場合の力学モデルを示している。ここで、補助タンク１５２はバネ剛性Ｋと減衰係数Ｃとを並列接続した等価式で表すことができる。図３（ｂ）のモデルでは、例えば、減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち、いずれかの減衰が過大になると、それ以降のばねおよび減衰は、どのような数値であろうと機能しなくなる。これは、物理的に途中の連接箇所を閉じてしまうと、最早、後の補助タンク１５２には空気が行き届かなくなり、活用できなくなってしまうことを意味する。したがって、直列に連設した補助タンク１５２の段数が増えたとしても、任意の補助タンク１５２以降の補助タンク１５２では、最早ばね定数の低減に寄与しない。これに対して図３（ａ）では、並設した補助タンク１５２の減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が免震システム１００全体に同等に影響し、減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち、いずれかの減衰が大きくても、機能しなくなるのは閉じられた補助タンク１５２のみとなり、他への影響はない。そうすると、並設数を増やせば増やすほど、ばね定数を低減することができる。このように、直列接続においては、減衰は並列に機能するので、簡単のために、減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を同一（Ｃ＝Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３）とすると、Ｃ／３となる。一方、並列接続では、減衰は直列に機能するので、減衰は３Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３で表すことができる。したがって、並列連設では、補助タンク１５２の組み合わせを変えることで、空気ばね１５０と補助タンク１５２との容積比を容易に調整することが可能となる。
【００４２】
図４は、スラブ１１０に印加された振動の床構造体１３０への影響を説明するための説明図である。図４では、横軸に振動周波数、縦軸に振動伝達率が示されている。図４を参照すると、補助タンク１５２を並列に連設した方が、補助タンク１５２を直列に連設した場合と比較して、圧力損失が軽減され、減衰量が小さく（１／２倍）なるので、振動伝達率のピークは２倍に増えるものの、比較的高周波数の振動に対して振動伝達率が小さくなっているのが理解できる。こうすることで、連通管１５４の絞りやオイルダンパ１５６による減衰量を調整する自由度が増えることとなる。
【００４３】
また、減衰量が小さくなるので（連通管による減衰効果を維持できるので）、補助タンク１５２のさらなる増設が可能となり、補助タンク１５２を増設した分、見かけの体積を増やし、ばね定数を低減することができる。さらに、不用意にエルボを多用することがなくなるので、減衰量が想定外に大きくなることもなく、全体的な減衰量の変動幅も推定でき、連通管１５４の絞りやオイルダンパ１５６による減衰量の調整が容易となる。
【００４４】
また、ここでは、空気ばね１５０に連設する補助タンク１５２の数だけ通気口を設ける例を示したが、かかる場合に限らず、図２（ｂ）の如く、空気ばね１５０に１の通気口１５０ａのみを設けてもよい。この場合、連通管１５４は、通気口１５０ａから延伸し、さらに複数に分岐することで、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとをそれぞれに連通する。かかる構成によっても、通気口を複数設けた場合同様の作用効果を期待することができる。
【００４５】
（空気ばね１５０と補助タンク１５２との他の連設例）
図５は、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２（図５中、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄで示す。）との位置関係を示した説明図である。図５では、図２（ｂ）同様、空気ばね１５０に１つの通気口１５０ａが設けられ、連通管１５４は、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとをそれぞれに連通する。また、図５の例では、さらに、空気ばね１５０に通気口１５０ｄが設けられ、連通管１５４は、通気口１５０ｄと１つの補助タンク１５２ｄとを連通している。
【００４６】
また、ここでは、通気口１５０ａの口径と通気口１５０ｄの口径が異なる。具体的に、通気口１５０ａは、連通管１５４による所望する減衰効果を得られる大きさ（例えば直径１３ｍｍ以下、面積１３０ｍｍ２以下）で構成され、通気口１５０ｄは、通気口１５０ａより開口面積が大きく設定され（例えば直径２５〜３５ｍｍ、面積４９０〜９６０ｍｍ２）、比較的、圧力損失に影響がないように構成される。通気口１５０ａと通気口１５０ｄとの直径比は１より大きく４よりも小さい倍率となり、面積比は１より大きく１６よりも小さい倍率となる。これは、乱流を仮定した場合に、開口面積が絞られることによって生じる減衰が直径比の４乗で効くことに基づく。
【００４７】
こうすることで、補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃを見かけの体積とする一方で、補助タンク１５２ｄを空気ばね１５０と一体的に捉えることが可能となる。上述したように、補助タンク１５２の総容積は空気ばね１５０の容積の３倍以下とするのが望ましいが、補助タンク１５２ｄは実質的に空気ばね１５０の容積が大きくなったとみなすことができるので、補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの総容積を、空気ばね１５０および補助タンク１５２ｄの総容積の３倍まで許容できることとなる。したがって、設計の自由度を高めることが可能となる。
【００４８】
また、減衰効果を得る目的で連設する補助タンク１５２が３つに限られないのと同様、空気ばね１５０の実質的な容積を増量するための補助タンク１５２（補助タンク１５２ｄ）も上記１つに限らず、また、その空気ばね１５０における通気口１５０ａ、１５０ｄの配置も図示の位置に限定されない。
【００４９】
以上、説明した免震装置１２０では、補助タンク１５２を並列に連設するといった簡易な構成で連通管による減衰効果を維持し、補助タンクを有効利用することができ、免震効果の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、地震動を低減して床構造体を効果的に保護する免震装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００ …免震システム
１１０ …スラブ
１２０ …免震装置
１３０ …床構造体
１５０ …空気ばね
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ …通気口
１５２ …補助タンク
１５４ …連通管
１５６ …オイルダンパ
１５８ …相対変位検出部
１６０ …空気圧制御部
１６２ …空気源
１６４ …サーボバルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震動を低減して床構造体を効果的に保護する免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震装置は、柔軟に変位可能なアイソレータによって、地震時の振動（地震動）を低減し、コンピュータや精密機器を積載した床構造体にその振動を極力伝達させない装置である。免震装置は、鉛直方向に機能するものと水平方向に機能するものがある。鉛直方向の免震装置としては、コイルバネ（例えば、特許文献１）や空気ばねが用いられる。ここでは、コイルバネや空気ばねのばね定数が小さいほど、地面（スラブ）の振動が床構造体に伝達しないこととなる。
【０００３】
しかし、ばね定数を小さくするため単に空気ばねの容積を増やすには限界がある。そこで、空気ばねに並行してコイルバネ等を用い、鉛直方向の振動の長周期化を実現する技術が知られている（例えば、特許文献２、３）。また、空気ばねに補助タンクを連設し、空気ばねの見かけの体積を増やす技術も開示されている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８８２３４号公報
【特許文献２】特開２００７−７１３９９号公報
【特許文献３】特開２００４−４４７４８号公報
【特許文献４】特開平１０−２０５１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空気ばねに補助タンクを連設する技術では、空気ばねの見かけの体積を増やすことで、地震発生時におけるスラブの振動による床構造体への影響を低減することができる。また、空気ばねと補助タンクとを連通する連通管の口径を絞り、連通管に減衰機能を持たせることで、平常時においては、人の移動や歩行による荷重変化に応じた床構造体の揺れを抑制することも可能となる。
【０００６】
ただし、補助タンクとして必要な容積に比べ、スラブと床構造体との制限された空間において補助タンクが占有可能な容積は小さいので、通常、補助タンクは、所定容積の複数の耐圧容器を連設して構成される。また、補助タンクそれぞれの配置や他の構造部材との取り回しの関係から、従来では空気ばねに対して補助タンクが直列に連設されていた。
【０００７】
このように補助タンクを直列に複数連設する場合、スラブと床構造体とによって占有空間が制限されているので、補助タンクを直線上に配置するのは困難である。したがって、空気ばねと補助タンク、または、補助タンク同士を、他と連設する口である通気口の方向を異にして配置し、管の中心軸が屈折したエルボ等を連通管に設ける必要があった。そうすると、エルボによる圧力損失（圧力損出）が生じ、想定していた減衰量を大幅に上回る事態が生じていた。また、補助タンクを直列に連設することで、空気ばねと離隔した補助タンクでの圧力損失が大きくなり、圧力変動が離間した補助タンクまで伝達しなくなって、連設する補助タンクを増やしたとしても、最早、ばね定数の低減に寄与しないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、連通管による減衰効果を維持し、補助タンクを有効利用することで、免震効果の向上を図ることが可能な、免震装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の免震装置は、建築物のスラブと床構造体に狭装された空気ばねと、空気ばねと連通管を通じて連通する複数の補助タンクと、を備え、複数の補助タンクは、空気ばねに並列に連設されることを特徴とする。
【００１０】
連通管は、空気ばねに設けられた複数の通気口と複数の補助タンクとをそれぞれ連通してもよい。
【００１１】
複数の通気口のうち、少なくとも１の通気口は、他の通気口より開口面積が大きいとしてもよい。このとき、１の通気口と他の通気口の直径比は、１よりも大きく１６よりも小さくてもよい。
【００１２】
連通管は、空気ばねに設けられた通気口から延伸し、さらに複数に分岐することで、空気ばねと複数の補助タンクとをそれぞれ連通してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成で連通管による減衰効果を維持し、補助タンクを有効利用することで、免震効果の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】免震システムの概略的な構成を説明するための説明図である。
【図２】空気ばねと複数の補助タンクとの位置関係を示した説明図である。
【図３】空気ばねに、補助タンクが接続された系の力学モデルを示した説明図である。
【図４】スラブに印加された振動の床構造体への影響を説明するための説明図である。
【図５】空気ばねと複数の補助タンクとの位置関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
（免震システム１００）
図１は、免震システム１００の概略的な構成を説明するための説明図である。免震システム１００は、スラブ１１０と、免震装置１２０と、床構造体１３０とを含んで構成され、地震動を低減して床構造体１３０を効果的に保護することが可能である。
【００１７】
スラブ１１０は、建築物における構造物基礎の最上部の床構造または上下階間の床構造であり、面に垂直な荷重を支える石やコンクリート等の厚板を示す。本実施形態において、スラブ１１０は、地震時に地面と一体的に振動する。免震装置１２０は、地震時にスラブ１１０にかかる振動を、床構造体１３０に極力伝達させない装置である。本実施形態では、振動を伝達させない鉛直方向のアイソレータとして空気ばねおよびオイルダンパが用いられる。床構造体１３０は、建築物屋内における居住者や作業者が移動可能な領域の床部分に相当する。
【００１８】
地震等が生じると、スラブ１１０が地面と一体となって振動するが、免震装置１２０がスラブ１１０から床構造体１３０へ伝達される振動を低減するので、床構造体１３０上にいる居住者や作業者への地震の影響は少なくなる。このとき、免震能力を高めるためには、免震装置１２０のばね定数は小さい方がよい。しかし、免震能力を高めようとして、免震装置１２０における空気ばねのばね要素を単に柔らかくするだけでは、床構造体１３０上にいる居住者や作業者等の移動や歩行による荷重変動に対しても床構造体１３０が揺れてしまい、居住者や作業者は違和感を覚えることとなる。また、床構造体１３０上にコンピュータや精密機器を積載している場合、このような振動の影響を極力回避しなければならない。
【００１９】
そこで、本実施形態では、免震装置１２０を構成する空気ばねに複数の補助タンクを並設し、さらに、その連通部分を工夫することで、地震発生時におけるスラブ１１０の振動による床構造体１３０への影響を低減すると共に、平常時においては、人の移動や歩行による荷重変化に応じた床構造体１３０の揺れを抑制する。以下、このような目的を実現可能な免震装置１２０の詳細な構成を説明する。
【００２０】
（免震装置１２０）
免震装置１２０は、図１に示すように、空気ばね１５０と、補助タンク１５２と、連通管１５４と、オイルダンパ１５６と、相対変位検出部１５８と、空気圧制御部１６０と、空気源１６２と、サーボバルブ１６４とを含んで構成される。
【００２１】
空気ばね１５０は、ベローズ形やダイヤフラム形の可撓性容器で形成された外装中に、所定の圧力の空気（気体）を封入してなる弾性体である。空気ばね１５０は、建築物のスラブ１１０と床構造体１３０に狭装されている。また、空気ばね１５０は、内包する空気の容積を変化させることで任意にばね定数を設定することができ、極めて柔らかい弾性を実現することが可能である。したがって、金属ばねでは吸収しきれない微震を低減することもでき、地震動によっては共振し難いといった特性も有している。
【００２２】
免震装置１２０の弾性体として、仮に金属ばねを用いた場合、コンピュータ等のダウンサイジングによって床構造体１３０上の積載物の重量が変わり床構造体１３０の固有振動数が高くなると（固有周期が短期化すると）、それに合わせて金属ばね自体を、ばね定数が小さい新たな金属ばねに交換しなければならなくなる。また、このような金属ばねの硬化により免震能力が低下してしまうといった問題も生じることとなる。本実施形態で用いられる空気ばね１５０では、積載荷重が変化しても固有振動数がほとんど変化しないので、メンテナンスや免震能力の維持において有利である。
【００２３】
また、空気ばね１５０は可撓性容器で形成された弾性体なので、鉛直方向のみならず、水平方向の免震能力も備えているが、実用性の面から、水平方向の免震には、別途、積層ゴム等を用いるのが一般的である。説明の便宜上、本実施形態においては、鉛直方向の免震を担う空気ばね１５０の作用のみに着目し、水平方向の免震については記載を省略する。
【００２４】
ここでは、空気を用いた空気ばね１５０を採用しているが、空気に限らず、液体等、その用途に応じた流体を封入した流体ばね等も用いることができる。また、ここでは、説明の便宜上、空気ばね１５０内の気体を空気と表現しているが、その成分を限定するものではなく、様々な気体を適用することができる。
【００２５】
補助タンク（補助空気室）１５２は、複数の耐圧容器で構成され、連通管１５４を通じて空気ばね１５０に連通している。また、他の補助タンク１５２に連通することもある。
【００２６】
上述したように、地震動に対する固有周期の長周期化を図るためには、空気ばね１５０を大きくする必要がある。ここでは、空気ばね１５０に補助タンク１５２を連設することで、空気ばね１５０の見かけの容積を増やして固有周期の長周期化を図る。このような空気ばね１５０の見かけの容積を効果的に増やすためには、補助タンク１５２の容積を大きくとる必要がある。ただし、スラブ１１０と床構造体１３０との間の空間は狭く、他の構造部材もあるため、補助タンク１５２の形状や占有体積が制限され、配置自由度が小さい。ここでは、補助タンク１５２を複数並設することで、容積を確保することとする。詳しくは後述するが、本実施形態においては、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２とを、直列ではなく並列に連設している。
【００２７】
連通管１５４は、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通する。また、補助タンク１５２同士を連通することもある。図１における連通管１５４と空気ばね１５０および補助タンク１５２との連通位置は、模式的に説明するためのものであって、実際には、剛性等を踏まえ適所に配置される。また、連通管１５４は、その管の径を例えばオリフィス等により絞ることで（例えば、口径を１０ｍｍ以下とすることで）、地震動を減衰する機能も生じる。このような連通管１５４の絞りは、可変バルブの開口度調整や、内周の異なるワッシャーの置換等を通じて調整することができる。
【００２８】
また、連通管１５４に、リリーフバルブや電磁弁等を設けることもできる。リリーフバルブは、空気ばね１５０と補助タンク１５２との気圧差が所定閾値以上になると自体の弁を開き、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通し、空気ばね１５０と補助タンク１５２との気圧差が再び所定閾値未満となると弁を閉じる。電磁弁は、地震の発生を地震波検知センサで検知して電気的な駆動弁を開閉する。こうして、地震動の大きさに応じて空気ばね１５０のばね定数を切り換えることが可能となる。
【００２９】
オイルダンパ１５６は、地震動による振動エネルギーを吸収し（減衰し）、当該免震装置１２０に必要な減衰機能を空気ばね１５０と補助タンク１５２とによる減衰機構と按分する。オイルダンパ１５６としては、減衰係数（減衰特性）が固定されたものを用いることもできるが、地震動の大きさに応じて減衰係数が切り換わるセミ・アクティブ型のオイルダンパ１５６を用いてもよい。
【００３０】
ところで、空気ばね１５０は、床構造体１３０上の荷重変動に応じて、その荷重変動に対応した内圧を得るために空気ばね１５０内の容積が変化し、床構造体１３０の鉛直位置が変化する場合がある。ここでは、図１に示した、相対変位検出部１５８、空気圧制御部１６０、空気源１６２、サーボバルブ１６４を用いて、以下のように床構造体１３０をレベル制御している。
【００３１】
相対変位検出部１５８は、スラブ１１０に立設され床構造体１３０に対するレーザ反射時間を検出するレーザ変位計等で構成され、スラブ１１０と床構造体１３０との相対変位（鉛直方向の相対距離）を検出する。
【００３２】
空気圧制御部１６０は、床構造体１３０上の荷重変動による床構造体１３０自体の変位に応じて、その変位を相殺する制御指令を生成し、後述するサーボバルブ１６４に送信する。
【００３３】
空気源１６２は、コンプレッサで構成され、空気ばね１５０および補助タンク１５２に空気を供給することで、大気圧より高い気圧を任意に加えることができる。
【００３４】
サーボバルブ１６４は、空気圧制御部１６０からの制御指令に応じて空気源１６２の気圧を制御し、空気ばね１５０および補助タンク１５２の気圧を増減する。また、初期設定時には、空気ばね１５０および補助タンク１５２の両者の気圧が予め設定された所定の気圧になるように空気源１６２から空気を供給させる。
【００３５】
（空気ばね１５０と補助タンク１５２との連設例）
上述したように、空気ばね１５０は、１または複数の補助タンク１５２を連設することで見かけの体積を増やすことができる。例えば、空気ばね１５０がベローズ形である場合において、空気ばね１５０の横断面積の変化率を無視すると、空気ばね１５０のばね定数は、大凡、容積の逆数に比例し、固有振動数は、そのばね定数の２乗根に比例する。したがって、１または複数の補助タンク１５２すべての総容積（合計の容積）を空気ばね１５０の３倍とし、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通した場合、空気ばね１５０のばね定数は、連通していないときの１／（１＋３）＝１／４倍になり、固有振動数は１／√４＝１／２倍となる。例えば、補助タンク１５２を連通していないときの固有振動数が１Ｈｚであれば、連通すると０．５Ｈｚとなる。このように、補助タンク１５２を連設すればするほど、固有周期の長周期化を図ることができ、地震発生時におけるスラブ１１０の振動による床構造体１３０への影響を低減することができる。ただし、補助タンク１５２の総容積は空気ばね１５０の容積の３倍以下とするのが望ましい。
【００３６】
また、上述したように、空気ばね１５０と補助タンク１５２とを連通する連通管１５４の口径を絞ることで、免震装置１２０に減衰機能を持たせることができる。このような連通管１５４による減衰量は連通管１５４を流れる流体の速度の増加の２乗に比例して大きくなる。したがって、空気ばね１５０が受ける振動の周波数が高いほど減衰量が大きくなる。こうして、上記地震発生時におけるスラブ１１０の振動による床構造体１３０への影響を低減するのみならず、平常時においては、人の移動や歩行による荷重変化に応じた床構造体１３０の高周波数の揺れを抑制することが可能となる。
【００３７】
ところで、従来、このような補助タンク１５２は、その配置や他の構造部材との取り回しの関係から、空気ばね１５０に対して直列に連設されていた。補助タンク１５２を直列に連設すると、連設に用いるエルボの圧力損失の変動範囲が大きいため、全体的な減衰量を設定し難く、減衰量の事後的な調整を余儀なくされたり、空気ばね１５０と離隔した補助タンク１５２、即ち、空気ばね１５０との間に複数段の他の補助タンク１５２が存在する補助タンク１５２では、他の補助タンク１５２による圧力損失が大きくなり、圧力変動が伝達しなくなって、その連通管１５４において有効な減衰効果を得られない、という問題があった。連通管１５４において減衰効果を得られないことは、換言すれば、その後段の補助タンク１５２が見かけの体積としても機能しないこととなり、最早、その後段の補助タンク１５２は、ばね定数の低減に寄与していなかった。そこで、本実施形態では、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２とを並列に連通し、空気ばね１５０と連通管１５４との距離を短くする。
【００３８】
図２は、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２（図２中、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃで示す。）との位置関係を示した説明図である。図２（ａ）では、空気ばね１５０に３つの通気口１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃが設けられ、連通管１５４は、通気口１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃと３つの補助タンク１５２とをそれぞれ連通している。ただし、補助タンク１５０は３つに限らず、また、その空気ばね１５０における通気口１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃの配置も図示の位置に限定されない。
【００３９】
このように空気ばね１５０と補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとを並列に連通することで、連通管１５４の総口径は、１つの場合と比較して３倍となり、それぞれの連通管１５４の流量および流速は１／３となる。そうすると、各連通管１５４で負担する減衰量が１／９となる。そこで、補助タンク１５２を直列に連設する場合に相当する減衰を並列に連設する場合においても維持するためには、各連通管１５４の口径を１／３にすればよい。
【００４０】
ここでは、空気ばね１５０と補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとを並列に連通しているので、空気ばね１５０と補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとの距離を均一的に短くすることができる。そうすると、補助タンク１５２をさらに増設したとしても補助タンク１５２が見かけの体積として機能し、ばね定数をさらに低減することが可能となる。かかる事象については、力学モデルや振動伝達率を用いて以下に詳述する。
【００４１】
図３は、空気ばね１５０に、補助タンク１５２が接続された系の力学モデルを示した説明図である。図３（ａ）は、本実施形態における、補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃを並列に連設した場合の力学モデルを示し、図３（ｂ）は、従来における、３つの補助タンク１５２を直列に連設した場合の力学モデルを示している。ここで、補助タンク１５２はバネ剛性Ｋと減衰係数Ｃとを並列接続した等価式で表すことができる。図３（ｂ）のモデルでは、例えば、減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち、いずれかの減衰が過大になると、それ以降のばねおよび減衰は、どのような数値であろうと機能しなくなる。これは、物理的に途中の連接箇所を閉じてしまうと、最早、後の補助タンク１５２には空気が行き届かなくなり、活用できなくなってしまうことを意味する。したがって、直列に連設した補助タンク１５２の段数が増えたとしても、任意の補助タンク１５２以降の補助タンク１５２では、最早ばね定数の低減に寄与しない。これに対して図３（ａ）では、並設した補助タンク１５２の減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が免震システム１００全体に同等に影響し、減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち、いずれかの減衰が大きくても、機能しなくなるのは閉じられた補助タンク１５２のみとなり、他への影響はない。そうすると、並設数を増やせば増やすほど、ばね定数を低減することができる。このように、直列接続においては、減衰は並列に機能するので、簡単のために、減衰係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を同一（Ｃ＝Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３）とすると、Ｃ／３となる。一方、並列接続では、減衰は直列に機能するので、減衰は３Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３で表すことができる。したがって、並列連設では、補助タンク１５２の組み合わせを変えることで、空気ばね１５０と補助タンク１５２との容積比を容易に調整することが可能となる。
【００４２】
図４は、スラブ１１０に印加された振動の床構造体１３０への影響を説明するための説明図である。図４では、横軸に振動周波数、縦軸に振動伝達率が示されている。図４を参照すると、補助タンク１５２を並列に連設した方が、補助タンク１５２を直列に連設した場合と比較して、圧力損失が軽減され、減衰量が小さく（１／２倍）なるので、振動伝達率のピークは２倍に増えるものの、比較的高周波数の振動に対して振動伝達率が小さくなっているのが理解できる。こうすることで、連通管１５４の絞りやオイルダンパ１５６による減衰量を調整する自由度が増えることとなる。
【００４３】
また、減衰量が小さくなるので（連通管による減衰効果を維持できるので）、補助タンク１５２のさらなる増設が可能となり、補助タンク１５２を増設した分、見かけの体積を増やし、ばね定数を低減することができる。さらに、不用意にエルボを多用することがなくなるので、減衰量が想定外に大きくなることもなく、全体的な減衰量の変動幅も推定でき、連通管１５４の絞りやオイルダンパ１５６による減衰量の調整が容易となる。
【００４４】
また、ここでは、空気ばね１５０に連設する補助タンク１５２の数だけ通気口を設ける例を示したが、かかる場合に限らず、図２（ｂ）の如く、空気ばね１５０に１の通気口１５０ａのみを設けてもよい。この場合、連通管１５４は、通気口１５０ａから延伸し、さらに複数に分岐することで、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとをそれぞれに連通する。かかる構成によっても、通気口を複数設けた場合同様の作用効果を期待することができる。
【００４５】
（空気ばね１５０と補助タンク１５２との他の連設例）
図５は、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２（図５中、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄで示す。）との位置関係を示した説明図である。図５では、図２（ｂ）同様、空気ばね１５０に１つの通気口１５０ａが設けられ、連通管１５４は、空気ばね１５０と複数の補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃとをそれぞれに連通する。また、図５の例では、さらに、空気ばね１５０に通気口１５０ｄが設けられ、連通管１５４は、通気口１５０ｄと１つの補助タンク１５２ｄとを連通している。
【００４６】
また、ここでは、通気口１５０ａの口径と通気口１５０ｄの口径が異なる。具体的に、通気口１５０ａは、連通管１５４による所望する減衰効果を得られる大きさ（例えば直径１３ｍｍ以下、面積１３０ｍｍ２以下）で構成され、通気口１５０ｄは、通気口１５０ａより開口面積が大きく設定され（例えば直径２５〜３５ｍｍ、面積４９０〜９６０ｍｍ２）、比較的、圧力損失に影響がないように構成される。通気口１５０ａと通気口１５０ｄとの直径比は１より大きく４よりも小さい倍率となり、面積比は１より大きく１６よりも小さい倍率となる。これは、乱流を仮定した場合に、開口面積が絞られることによって生じる減衰が直径比の４乗で効くことに基づく。
【００４７】
こうすることで、補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃを見かけの体積とする一方で、補助タンク１５２ｄを空気ばね１５０と一体的に捉えることが可能となる。上述したように、補助タンク１５２の総容積は空気ばね１５０の容積の３倍以下とするのが望ましいが、補助タンク１５２ｄは実質的に空気ばね１５０の容積が大きくなったとみなすことができるので、補助タンク１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの総容積を、空気ばね１５０および補助タンク１５２ｄの総容積の３倍まで許容できることとなる。したがって、設計の自由度を高めることが可能となる。
【００４８】
また、減衰効果を得る目的で連設する補助タンク１５２が３つに限られないのと同様、空気ばね１５０の実質的な容積を増量するための補助タンク１５２（補助タンク１５２ｄ）も上記１つに限らず、また、その空気ばね１５０における通気口１５０ａ、１５０ｄの配置も図示の位置に限定されない。
【００４９】
以上、説明した免震装置１２０では、補助タンク１５２を並列に連設するといった簡易な構成で連通管による減衰効果を維持し、補助タンクを有効利用することができ、免震効果の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、地震動を低減して床構造体を効果的に保護する免震装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００ …免震システム
１１０ …スラブ
１２０ …免震装置
１３０ …床構造体
１５０ …空気ばね
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ …通気口
１５２ …補助タンク
１５４ …連通管
１５６ …オイルダンパ
１５８ …相対変位検出部
１６０ …空気圧制御部
１６２ …空気源
１６４ …サーボバルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物のスラブと床構造体に狭装された空気ばねと、
前記空気ばねと連通管を通じて連通する複数の補助タンクと、
を備え、
前記複数の補助タンクは、前記空気ばねに並列に連設されることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記連通管は、前記空気ばねに設けられた複数の通気口と前記複数の補助タンクとをそれぞれ連通することを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記複数の通気口のうち、少なくとも１の通気口は、他の通気口より開口面積が大きいことを特徴とする請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
前記１の通気口と他の通気口の面積比は、１よりも大きく１６よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の免震装置。
【請求項５】
前記連通管は、前記空気ばねに設けられた通気口から延伸し、さらに複数に分岐することで、前記空気ばねと前記複数の補助タンクとをそれぞれ連通することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項１】
建築物のスラブと床構造体に狭装された空気ばねと、
前記空気ばねと連通管を通じて連通する複数の補助タンクと、
を備え、
前記複数の補助タンクは、前記空気ばねに並列に連設されることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記連通管は、前記空気ばねに設けられた複数の通気口と前記複数の補助タンクとをそれぞれ連通することを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記複数の通気口のうち、少なくとも１の通気口は、他の通気口より開口面積が大きいことを特徴とする請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
前記１の通気口と他の通気口の面積比は、１よりも大きく１６よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の免震装置。
【請求項５】
前記連通管は、前記空気ばねに設けられた通気口から延伸し、さらに複数に分岐することで、前記空気ばねと前記複数の補助タンクとをそれぞれ連通することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の免震装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６８２６５（Ｐ２０１３−６８２６５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６７３６（Ｐ２０１１−２０６７３６）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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