(57)【要約】【課題】高温等の過酷な環境下でも使用可能で、かつメンテナンス性に優れた生産設備または設備用基礎の免震構造を提供する。【解決手段】生産設備または設備底部６直下の基礎５上に剛滑り支承又は転がり支承２等の鉛直変形の小さい支承または装置を配置し、その周囲、即ち、生産設備または設備底部６よりも外側の生産設備または設備基礎５上に、鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承または装置、又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパー３を配置する。そして、これら鉛直変形の小さい支承または装置及び復元機能を有する免震支承または装置、又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパー３上に一体化ベース４を配置して各支承または装置を一体化し、更に、この一体化ベース４上に生産設備または設備を設置する。【選択図】図１
2008298203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
稼動時に高温となる設備の底部と基礎との間に設けられる免震構造であって、
前記設備を支える底盤とその底盤の周囲に張り出す張出し底盤部とを一体化した基盤面である一体化ベースを備え、前記設備直下部の一体化ベース下に、鉛直変形の小さい支承又は装置を配置し、前記設備の底部よりも外側の一体化ベース下に、復元及び減衰機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーを配置したことを特徴とする設備用基礎の免震構造。
【請求項２】
前記鉛直変形の小さい支承または装置は、耐高温性の支承または装置であり、前記復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーは、常温用の復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーであることを特徴とする請求項１に記載の設備用基礎の免震構造。
【請求項３】
稼動時に高温となる設備の底部と基礎との間に設けられる免震構造であって、
前記設備の底部直下の前記基礎上に配置される耐高温性の剛滑り支承又は転がり支承からなる鉛直変形の小さい支承又は装置と、
前記設備の底部よりも外側の前記基礎上に配置される、復元及び減衰機能を有する鉛プラグ入り積層ゴム支承又は高減衰ゴム支承を含む復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーと、
前記剛滑り支承又は前記転がり支承からなる鉛直変形の小さい支承又は装置、及び前記鉛プラグ入り積層ゴム支承又は前記高減衰ゴム支承を含む復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は前記鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーの上に配置され、前記設備の底部を一体化して保持する盤状の一体化ベースと、を有することを特徴とする設備用基礎の免震構造。
【請求項４】
前記一体化ベースは、平面視で前記設備の底部よりも大きく、かつ上面は前記設備に応じた形状で、下面は前記の高温に強く鉛直変形の小さい支承若しくは装置と復元機能を有する免震支承または装置、又は前記鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーに応じた形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の設備用基礎の免震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、稼動時に高温となる生産設備等の設備の基礎に設けられる免震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の免震用としては、例えば、基礎側取付け部材と上部構造体側取付け部材との間に、テフロン（登録商標）板（四フッ化エチレン板）とステンレス板とからなり、所定以上の水平力が入力されたとき、両取付け部材の水平方向の相対変位を許容する滑り支承手段を配設し、更に、この滑り支承手段の周囲全域を高減衰ゴムで包み込むと共に、高減衰ゴムの上下面を両取付け部材に接着した構成の免震装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、地盤を所定深さまで掘削し、その内周面に地下外壁を設けた免震ピット内に構築された建築物の免震構造として、免震ピットの上面に設けられた滑り支承からなるアイソレータと、地下外壁の側面と建築物下部の壁面との間を連結するように、水平方向に取り付けられたダンパーとで構成された免震構造も提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
更に、基礎構造上に分散配置された複数の免震支承手段を介して、建物を支える免震構造として、免震支承手段には復元支承及び回転機構付き滑り支承の２種類が使用され、復元支承同士が隣り合う部分には地中梁が設けられているが、回転機構付き滑り支承同士が隣り合う部分には地中梁はなく、また、復元支承と回転機構付き滑り支承が隣り合う部分には、それらの間の基礎の部分に、復元支承の下の基礎から滑り支承の下の基礎の部分に向かって梁背が低くなる地中梁が設けられている構成の免震構造も提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７９６２１号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５８３８号公報
【特許文献３】特開２００６−１２５１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した特許文献１〜３に記載の免震構造（免震装置）は、必要機能を分離させた２種類の免震支承を組み合わせたものであるが、稼動時に高温となる生産設備等の設備の基礎部分には適用できないという問題点がある。鉄鋼業における高炉等のように稼動時に高温となる設備の基礎部分は、高温、ガス雰囲気、粉塵及び多湿と過酷な環境であり、また仮にこれらの従来の免震構造を適用しても、その設置場所まで人が進入してメンテナンスを行うことは困難である。なお、本願において「高温」とは１００℃程度、又は高くても１５０℃程度を目安とする。しかし、設備によっては、常温と比べて数十℃以上高い温度から数百℃以下までのことがある。
【０００７】
すなわち、特許文献１に記載の免震装置は、滑り支承手段の周囲全域が高減衰ゴムで包み込まれているため、実質的には免震装置の必要機能が分離されておらず、温度等の設置環境の変化に弱く、定期的にメンテナンスが必要となる。また、特許文献２に記載の免震構造では、復元および減衰機能の地下外壁の側面と建築物の壁面との間を連結するように水平方向にダンパーが取り付けられているが、このようなダンパーは、設備を新設する際には取り付け可能であるが、地上部の生産設備を改造する際に設置することは困難なことが多い。
【０００８】
更に、特許文献３に記載の免震構造は、建物直下に全ての免震支承が配置されているため、稼動時に高温となる生産設備の基礎部分に適用した場合、上述した過酷な環境に曝されて免震性能が低下する虞があり、メンテナンスが必要となる。このように、稼動時に高温となる生産設備の基礎部分にも適用可能な免震構造（免震装置）は、従来、開発されていなかった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであって、高温下でも使用可能で、かつメンテナンス性に優れた設備用基礎の免震構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る設備用基礎の免震構造は、稼動時に高温となる設備の底部と基礎との間に設けられる免震構造であって、前記設備を支える底盤とその底盤の周囲に張り出す張出し底盤部とを一体化した基盤面である一体化ベースを備え、前記設備直下部の一体化ベース下に、鉛直変形の小さい支承又は装置を配置し、前記設備の底部よりも外側の一体化ベース下に、復元及び減衰機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーを配置したことを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の設備用基礎の免震構造において、鉛直変形の小さい支承または装置は、耐高温性の支承又は装置であり、復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーは、常温用の復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーであることを特徴とする。
【００１１】
また、第３発明の設備用基礎の免震構造では、稼動時に高温となる設備の底部と基礎との間に設けられる免震構造であって、前記設備の底部直下の前記基礎上に配置される耐高温性の剛滑り支承又は転がり支承からなる鉛直変形の小さい支承又は装置と、
前記設備の底部よりも外側の前記基礎上に配置される、復元及び減衰機能を有する鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承を含む復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーと、前記剛滑り支承又は前記転がり支承からなる鉛直変形の小さい支承または装置、及び前記鉛プラグ入り積層ゴム支承又は前記高減衰ゴム支承を含む復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は前記鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーの上に配置され、前記設備の底部を一体化して保持するする盤状の一体化ベースと、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、第４発明では、第１発明〜第３発明の設備用基礎の免震構造において、前記一体化ベースは、平面視で前記設備の底部よりも大きく、かつ上面は前記設備に応じた形状で、下面は前記の高温に強く鉛直変形の小さい支承若しくは装置と復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は前記鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーに応じた形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、鉛直変形の小さい支承または装置を設備直下部の一体化ベース下に配置し、復元機能を有する免震支承または装置、又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパーをメンテナンスもしやすい設備外周部の底部よりも外側の一体化ベース下に配置し、更に、これらの上に一体化ベースを配置して、異なる種類の支承または装置を一体化ベースにより一体化しているため、稼動時に高温となる設備の基礎に適用した場合でも、「免震機能」、「鉛直支持機能」及び「復元及び減衰機能」の全ての機能を発揮することができると共に、設置後のメンテナンスも可能となる。
また、本発明によると、設備直下部の一体化ベース下に、鉛直変形の小さい耐高温性の支承または装置を配置し、前記設備の底部よりも外側の一体化ベース下に、常温用の復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーを配置するようにしたので、免震支承または装置あるいはダンパーを、高温あるいは通常の外気程度用に区別して適材適所に装置を配置することができ、合理的な免震構造とすることができる。
また、本発明によれば、熱による影響を受けにくい剛滑り支承又は転がり支承等の高温に強く鉛直変形の小さい支承または装置を高温に曝される設備直下に配置し、熱に弱い鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーを比較的熱の影響が少なく、メンテナンスもしやすい設備外周部に配置し、更に、これらの上に一体化ベースを配置して、異なる種類の支承または装置を一体化しているため、稼動時に高温となる設備の基礎に適用した場合でも、「免震機能」、「鉛直支持機能」及び「復元及び減衰機能」の全ての機能を発揮することができると共に、設置後のメンテナンスも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、高炉等の稼動時に高温となる生産設備等の設備の基礎部分に設置する場合を例にして、添付の図面を参照して詳細に説明する。免震装置に必要とされる機能には、
ａ）水平方向の剛性が小さく上部構造の固有周期を長期化する「免震機能」、
ｂ）平常時・地震時のいずれにおいても上部構造を安定に支持する「鉛直支持機能」、
ｃ）地震の揺れを減衰させて構造物を元の位置に戻す「復元及び減衰機能」がある。
【００１５】
また、免震装置に必須である「免震機能」を有する免震支承としては、鉛プラグ入り積層ゴム支承、転がり支承、剛滑り支承、弾性滑り支承の４種類がある。鉛プラグ入り積層ゴム支承は、天然ゴム系のシートと鋼板を交互に積層したものであり、ゴムの復元力と装入された鉛の効果により復元及び減衰機能も有し、「免震機能」、「鉛直支持機能」及び「復元及び減衰機能」の全てを備えている。また、転がり支承は、ボールまたはローラーの転がり摩擦で動くものである。ただし、この転がり支承は、滑るだけの機能であるため、復元及び減衰機能は有しておらず、「免震機能」及び「鉛直支持機能」のみを備えている。
【００１６】
更に、剛滑り支承は、フッ素樹脂の滑りにより免震効果を有するものであり、静止摩擦係数までは非免震と変わらない。ただし、剛滑り支承は、作用は滑りだけであるため、復元及び減衰機能は有しておらず、「免震機能」及び「鉛直支持機能」のみ備えている。更にまた、弾性滑り支承は、滑り支承と水平変形量を制御する水平ばねで構成されており、中小規模の地震の場合には弾性変形により免震し、大規模の地震の場合には滑りを生じて免震効果を発揮するものである。ただし、この弾性滑り支承も同様に、作用は滑りだけであるため、復元及び減衰機能は有しておらず、「免震機能」及び「鉛直支持機能」のみ備えている。
【００１７】
このように、前述した４種類の支承のうち、免震装置に要求される機能の全てを備えているのは、鉛プラグ入り積層ゴム支承だけであり、その他の支承は「復元及び減衰機能」を備えていない。従って、転がり支承、剛滑り支承又は弾性滑り支承を、生産設備などの設備用基礎の免震構造に適用する場合は、「復元及び減衰機能」を備える装置と併用しなければならない。一方、鉛プラグ入りの積層ゴム支承は、免震装置に要求される機能の全てを備えているため、単独でも使用可能であるが、耐久性の観点からみると、稼動時に高温となる生産設備等の設備の基礎に適用する場合、ゴムが熱に弱いため、冷却装置を設ける等の対策が必要となる。
【００１８】
そこで、本発明者は、上述した問題点を解決するために、鋭意実験検討を行った結果、熱の影響を受けにくい剛滑り支承又は転がり支承等、鉛直変形の小さい支承または装置を高温となる位置に設置すると共に、その周囲の比較的温度が低い位置に通常の外気程度において使用されている鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承または装置、又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパーを配置し、更に、一体ベースを介してそれらを一体化することにより、高温下でも使用可能で、かつメンテナンス性に優れた免震構造を実現できることを見出し、本発明に至った。なお、上記で通常の外気温度とは、マイナス数十℃以下を大きく下回る極寒冷気温よりも高く、且つ５０℃を超える温度以下の温度で、通常の製造設備等の設置されている環境における温度である。
【００１９】
図１は本発明の免震構造の一例を示す平面図であり、図２（ａ）は図１に示すＡ−Ａによる断面図であり、図２（ｂ）は拡大断面図である。図１及び図２に示すように、本発明の免震構造１は、「免震機能」及び「垂直支持機能」を備える剛滑り支承又は転がり支承２等の鉛直変形の小さい支承または装置で耐高温性がある支承または装置と、更に「復元及び減衰機能」を備える鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパー３と、これら２種類の支承を一体化する一体化ベース４により構成され、生産設備等の設備基礎５と生産設備または設備底部６との間に設置される。具体的には、本発明の免震構造１は、耐高温性があり鉛直変形の小さい複数の剛滑り支承又は転がり支承２を生産設備または設備底部６直下の基礎５上に配置し、その周囲、即ち、生産設備または設備底部６よりも外側の生産設備または設備基礎５上に、複数の鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパー３を配置している。また、これら剛滑り支承又は転がり支承２及び複数の鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承または装置、又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパー３上には、一体化ベース４が配置されており、この一体化ベース４上に生産設備または設備（図示せず）が設置されている。
【００２０】
本発明の免震構造１における剛滑り支承又は転がり支承（図示せず）２、及び鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパー（図示せず）３は、前述した一般的な構造のものを使用することができ、その大きさ及び配置数は生産設備または設備の規模に応じて適宜設定することができる。また、一体化ベース４は、鋼製の盤状部材であり、上面（生産設備または設備側の面）は生産設備または設備に応じた形状で、下面（支承側の面）は、剛滑り支承又は転がり支承２等の鉛直変形の小さい支承または装置と鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパー３に応じた形状であり、すなわち、設備を支える底盤とその底盤の周囲に張り出す張出し底盤部とを一体化した基盤面である一体化ベース４とされている。これにより、基礎５と生産設備または設備底部６との間に免震構造１を設けても、安定して生産設備等の設備を設置することができると共に、高さの異なる２種類の支承の機能を一体化することが可能となる。この一体化ベース４の大きさは、生産設備または設備底部６よりも大きく、生産設備または設備底部６よりも外側に配置される鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承または装置、又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパー３の上面の少なくとも一部を覆う程度であればよく、その形状も特に限定されるものではない。
【００２１】
上述の如く、前記実施形態の免震構造１においては、熱による影響を受けにくい剛滑り支承又は転がり支承２等の鉛直変形の小さい支承または装置を高温に曝される生産設備または設備直下の一体化ベース４の下に配置し、熱に弱い鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承若しくは装置、又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパー３を比較的熱の影響が少なく、かつメンテナンスがしやすい生産設備または設備外周部に配置しているため、稼動時に高温となる生産設備または設備の基礎部にも適用可能となり、更に、設置後のメンテナンスが可能となるため、メンテナンス性も向上する。また、本発明の免震構造１では、機能が異なる２種類の支承または装置等を一体化ベース４により一体化しているため、両者の機能を発揮することができる。即ち、本発明の免震構造１は、生産設備または設備直下の一体化ベース４の下には「免震機能」及び「鉛直支持機能」しか備えていない剛滑り支承又は転がり支承２等の鉛直変形の小さい支承または装置を配置しているが、一体化ベース４により、生産設備または設備底部６よりも外側に配置されている鉛プラグ入り積層ゴム支承若しくは高減衰ゴム支承などの復元機能を有する免震支承または装置又は鋼製、粘性又は摩擦ダンパー３の「復元及び減衰機能」も得られるため、結果として、「免震機能」、「鉛直支持機能」及び「復元及び減衰機能」の全ての機能を発揮することができる。
【００２２】
なお、図１及び図２には、剛滑り支承２および鉛プラグ入り積層ゴム支承又は高減衰ゴム支承３を使用した場合の構成例を示しているが、転がり支承又は鋼製、粘性若しくは摩擦ダンパーを使用した場合でも同様の効果が得られる。また、図１及び図２では、高炉等の生産設備に適用した場合の構成例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、稼動時に高温となる生産設備または設備であれば、上述した効果が得られる。
なお、また、復元機能を有する免震支承または装置を配置する場合に、支承上部と一体化ベース４との間にギャップを設けてボルト・ナット等により連結することで、生産設備または設備の鉛直荷重を負担しない状態で、復元機能を有する免震支承または装置を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の免震構造の一例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１に示すＡ−Ａによる断面図であり、（ｂ）は拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  免震構造
２  剛滑り支承
３  鉛プラグ入り積層ゴム支承又は高減衰ゴム支承
４  一体化ベース
５  基礎
６  生産設備または設備底部
【図１】
2008298203.tif 000003
【図２】
2008298203.tif 000004