(57)【要約】【課題】  平常時に生じる微振動に対しても要求される振動許容値を超える虞が無く、よって安定的な操業を確保することができるとともに、地震時には、免震効果を発揮して大きな被害が発生することを未然に防止することができる免震構造を提供する。【解決手段】  微振動を嫌う機器類が配置された構造物１と、その基礎３との間に免震装置４、１０を介装した免震構造であって、構造物１を、機器類の嫌振程度に起因する振動許容値の大小により、２以上のエリアＡ1、Ａ2に区分し、各々のエリアＡ1、Ａ2に、伝達される微振動がエリアＡ1、Ａ2における振動許容値よりも小さくなるような鉛直方向および水平方向の剛性を有する免震装置４、１０を配置したことを特徴とする。【選択図】  図１
2005330799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微振動を嫌う機器類が配置された構造物と、その基礎との間に免震装置を介装した免震
構造であって、
上記構造物を、上記機器類の嫌振程度に起因する振動許容値の大小により、２以上のエ
リアに区分し、各々のエリアに、伝達される微振動が当該エリアにおける上記振動許容値
よりも小さくなるような鉛直方向および水平方向の剛性を有する免震装置を配置したこと
を特徴とする免震構造。
【請求項２】
上記２以上のエリアは、少なくとも互いの上部構造が分離されていることを特徴とする
請求項１に記載の免震構造。
【請求項３】
最も振動許容値の小さなエリアに、剛すべり支承による免震装置を用いたことを特徴と
する請求項１または２に記載の免震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に半導体製造工場等の多数の嫌振機器が配置された構造物を免震化する際
に用いて好適な免震構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の構造物において、その基礎部分に免震装置を介装することにより、地
震等によって地盤から構造物に伝播しようとする振動を減衰させて、構造物の躯体に生じ
る応力や変形を少なくする基礎免震構造が採用されている。
【０００３】
下記特許文献１は、従来のこの種の免震構造を示すもので、基礎とその上方に位置する
建物との間に、当該建物を弾性支持しつつ、基礎との間の水平方向への相対移動に所定の
弾発力をもって復元力を与える積層ゴムを用いた免震装置と、これら基礎と建物との間に
鉛直方向に設けられて減衰力の発生主軸が軸方向となる鉛直ダンパと、上記基礎と建物と
の間に水平方向に設けられて減衰主軸が水平方向となる水平ダンパとを設けたものである
。
【０００４】
上記構成からなる免震構造によれば、積層ゴムを用いた免震装置によって、建物の固有
周期を長周期化させることにより、地震等の振動外力を基礎に対して効果的に遮断するこ
とができる。また、鉛直ダンパによって、積層ゴムの圧縮変形による建物の上下振動を減
衰させることができ、かつ水平ダンパによって建物と基礎との間に生じる水平方向の相対
変位を減衰させることができる。
【特許文献１】特開平１１−３６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記構造物のうちには、半導体製造工場や精密機械工場などのように、振動
を極端に嫌う多数の生産装置が設置されているものがある。
このような構造物にあっては、地震により上記生産装置が損傷したり、操業がストップ
したりすると、当該生産装置が高価であり、かつ付加価値の高い製品を生産していること
から、多大な損害が発生する。
【０００６】
そこで、上記半導体製造工場等の構造物に対しても、上述した積層ゴムを用いた免震装
置等によって免震化を図ることが考えられるが、上記積層ゴムによる免震装置は、地震時
に発生する水平方向の相対変位を上記ゴムの弾性によって吸収し、構造物の固有周期を長
周期化させることにより地震力の影響を低減化させるものであるため、その剛性が低いほ
ど、地盤に対する建物の固有周期を長周期化することができるものである。
【０００７】
一方、上記構造物とその基礎との間に上述したような積層ゴムによる免震装置を介装す
ると、上記免震装置の剛性が低いため、平常時に発生する微細な振動が上記免震装置によ
って増幅されてしまうことになる。
ところが、この種の構造物においては、微細加工を行う生産機器類等が床の微細な振動
でも生産に支障を来すことから、床の振動許容値が厳しく制限されており、よって上記半
導体製造工場等の構造物に対しては、上述したような免震構造を採用することができない
という問題点があった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされてもので、平常時に生じる微振動に対しても要求
される振動許容値を超えることが無く、よって安定的な操業を確保することができるとと
もに、地震時には、免震効果を発揮して構造物に大きな被害が発生することを未然に防止
することができる免震構造を提供することを課題とするものである。
【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、請求項１に記載の発明は、微振動を嫌う機器類が配置され
た構造物と、その基礎との間に免震装置を介装した免震構造であって、上記構造物を、上
記機器類の嫌振程度に起因する振動許容値の大小により、２以上のエリアに区分し、各々
のエリアに、伝達される微振動が当該エリアにおける上記振動許容値よりも小さくなるよ
うな鉛直方向および水平方向の剛性を有する免震装置を配置したことを特徴とするもので
ある。ここで、伝達される微振動とは、基礎側から免震装置を介して上記構造物に伝達さ
れる微振動、および構造物内部で空調機器等により発生する微振動をいう。
【００１０】
なお、上記免震装置の微振動時における剛性（Ｋ）が既知でない場合には、床上に当該
免震装置を介して質量（Ｍ）の重りを支承し、上記床上および重り上に設置した加速度セ
ンサー等によって、これら床および重りの常時微振動を測定し、両者の比から固有振動数
（ｆ）を求めることにより、下式を用いて上記剛性（Ｋ）を求めることができる。
Ｋ＝（２πｆ）2Ｍ
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の２以上のエリアが、少なくとも互い
の上部構造において分離されていることを特徴とするものである。
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、最も振動
許容値の小さなエリアに、剛すべり支承による免震装置を用いたことを特徴とするもので
ある。
【発明の効果】
【００１２】
一般に、図７に示すように、免震装置は、その剛性が高くなると伝達する振動の振幅が
小さくなり、逆に剛性が低くなると伝達する振動の振幅が大きくなる。
そこで、請求項１〜３のいずれかに記載の発明においては、上記構造物を、機器類の嫌
振程度に起因する振動許容値の大小によって２以上のエリアに区分し、各々のエリアに、
伝達される微振動が当該エリアにおける上記振動許容値よりも小さくなるような鉛直方向
および水平方向の剛性を有する免震装置を配置しているので、平常時においては、基礎側
から免震装置を介して構造物に伝達される微振動または構造物内部で発生する微振動を、
当該エリアにおける振動許容値以下に保持することができる。
【００１３】
この結果、平常時に生じる微振動に対して、免震装置が弊害となることが無く、安定的
な操業を確保することができる。
また、地震時には、これらのエリアに介装された免震装置が、それぞれ免震効果を発揮
することにより、例えば上記機器類の転倒や、あるいは構造物の損傷等を防いで、当該構
造物に大きな被害が発生することを未然に防止することができる。
【００１４】
この際に、上記エリア毎に、各々の振動許容値に対応した剛性の異なる免震装置を介装
しているために、微振動時に、上記構造物は各エリア毎に異なった大きさの振動を呈する
。そして、特に上部構造において、相互の振動の差が大きくなる。そこで、請求項２に記
載の発明のように、２以上のエリアを、少なくとも互いの上部構造において分離すれば、
上記エリア間の振動の干渉を防ぐことができる。
【００１５】
なお、請求項１または２に記載の発明において、各々のエリア毎に介装する免震装置と
しては、伝達される微振動が当該エリアにおける振動許容値よりも小さくなるような鉛直
方向および水平方向の剛性を有するものである限り、各種の形式のものを適用することが
可能であるが、一般にすべり部分以外を剛体で構成した剛すべり支承による免震装置にあ
っては、鉛直方向にはほぼ無限大の剛性を得ることができるとともに、水平方向について
もすべりを発生するまでは極めて高い剛性を確保することができる。
【００１６】
そこで、請求項３に記載の発明のように、最も振動許容値の小さなエリアに、剛すべり
支承による免震装置を用いれば、当該免震装置における高い剛性によって、平常時に上記
エリアを振動許容値以下に保持することが可能になるとともに、地震時には、上記剛すべ
り支承による免震装置と他のエリアに配設された積層ゴム支承による免震装置等との協働
により、構造物全体に対して高い免震効果を発揮することができる。
【００１７】
なお、請求項３に記載の発明において、上記剛すべり支承による免震装置は、減衰性能
が小さいために、構造物全体として地震時における水平方向の減衰力が不足する場合には
、上記免震装置に加えて、オイルダンパ等の減衰装置を上記基礎と構造物との間に介装す
ることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図７は、本発明に係る免震構造を半導体製造工場の免震構造に適用した一実施形
態を示すもので、図中符号１が半導体製造工場（構造物）である。
この工場１は、建屋１ａの内部に設けられた支持躯体２ｂ上に、半導体製造用の微振動
を極端に嫌う各種の機器類が配置され、支持躯体２ａ上には補機が配設されている。また
、当該建屋１ａに隣接する建屋１ｂ内の支持躯体２ｄ上に、比較的振動許容値の大きな機
器類が配設され、支持躯体２ｃ上には原動機等の補機類が配設されている。
【００１９】
これにより、工場１は、振動許容値の小さい上記支持躯体２ａ、２ｂによって画成され
る嫌振エリアＡ1と、これよりも振動許容値が大きな支持躯体２ｃ、２ｄによって画成さ
れる他のエリアＡ2とに区分されている。
そして、上記嫌振エリアＡ1における支持躯体２ａと基礎３との間に、剛すべり支承に
よる免震装置４が介装されている。
【００２０】
この剛すべり支承による免震装置４は、図２に示すように、基礎３上にステンレス板ま
たはテフロン（登録商標）コーティング板からなるすべり板５が固定され、他方支持躯体
２ａの下面にベースポット６が固定されるとともに、このベースポット６の下面凹部に、
基礎３の回転角を吸収する内部ゴム７を介して、下面のすべり面８ａにテフロン加工が施
された鋼板からなるベース８が嵌合されることによって構成されたものである。
【００２１】
この免震装置４は、地震時にすべり板５とすべり面８ａとの間の摩擦力よりも大きな水
平力が作用した際に、これらすべり板５とベース８との間にすべりが生じることにより、
基礎３から支持躯体２ａに伝達する振動を緩和するものである。したがって、図３（ａ）
、（ｂ）に示すように、両者間にすべりが生じない微振動に対しては、鉛直方向および水
平方向ともに、極めて大きな剛性を示すものであり、各構成部材の諸元は、平常時の微振
動に対して、支持躯体２ａに伝達される振動が、嫌振エリアＡ1における振動許容値以下
になるように設計されている。
【００２２】
また、その他のエリアＡ2においては、支持躯体２ｃと基礎３との間に、鉛プラグ入り
積層ゴム支承による免震装置１０が介装されている。
この免震装置１０は、図４に示すように、ゴム１１と鋼板１２とを交互に積層状に一体
化するとともに中心部に形成した穴に鉛プラグ１３を詰め込んだものである。
【００２３】
上記免震装置１０においては、ゴム１１と鋼板１２とからなる積層ゴム支承による免震
装置と比較して、鉛プラグ１３が充分に塑性化するまでは、極めて高い剛性を発現する。
このため、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、鉛直方向に対して高い剛性を有するととも
に、水平方向についても、上記鉛プラグ１３が大きな抵抗になるとともに、積層ゴムも歪
依存性があるために、微振動に対しては高い剛性を得ることができる。
【００２４】
そして、この免震装置１０においても、各構成部材の諸元は、平常時の微振動に対して
、支持躯体２ｃに伝達される振動が、嫌振エリアＡ2における振動許容値以下になるよう
に設計されている。なお、この免震装置１０においては、地震時に鉛プラグ１３が塑性変
形し、ゴム１１が水平方向に柔らかく変形することにより、振動エネルギーを吸収する。
【００２５】
そしてさらに、上記嫌振エリアＡ1における支持躯体２ａと基礎３との間には、オイル
の粘性によって水平方向の相対移動を減衰させるオイルダンパー（減衰装置）１５が介装
されている。
このオイルダンパー１５は、図６に示すように、シリンダー１６の内部にピストン１７
が移動自在に設けられるとともに、これらの間にオイルが充填されたもので、シリンダー
１６の端部が基礎３側に固定され、ピストン１７の出力軸端が支持躯体２ａ側に固定され
ている。
【００２６】
また、振動許容値の小さい支持躯体２ａ、２ｂと、これよりも振動許容値の大きな２ｃ
、２ｄとは、図１に示すように、下部の支持躯体２ａ、２ｃ部分は連続しているものの、
互いの上部構造となる支持躯体２ｂ、２ｄは分離されている。
【００２７】
以上の構成からなる免震構造によれば、当該半導体製造工場１を、嫌振装置が配置され
て振動許容値が極めて小さい嫌振エリアＡ1と、これよりも振動許容値が大きなその他の
エリアＡ2とに区分し、各々のエリアＡ1、Ａ2に、伝達される微振動がエリアＡ1、Ａ2に
おける上記振動許容値よりも小さくなるような鉛直方向および水平方向の剛性を有する免
震装置４、１０を配置しているので、平常時においては、免震装置４、１０を介して支持
躯体２ａ〜２ｄ側に伝達される微振動を、当該エリアＡ1、Ａ2における振動許容値以下に
保持することができる。
【００２８】
この結果、平常時に発生する微振動が、免震装置４、１０によって増幅されて各々のエ
リアＡ1、Ａ2における上記振動許容値を超える等の弊害を生じることが無く、安定的な操
業を確保することができる。
また、地震時には、これらのエリアＡ1、Ａ2に介装された剛すべり支承による免震装置
４と、鉛プラグ入り積層ゴム支承による免震装置１０との協働により、支持躯体２ａ〜２
ｄ等に生じる応力や変形を少なくして、工場１全体に対する高い免震効果を発揮すること
ができる。
【００２９】
加えて、上記免震装置４の減衰性能は小さいものの、別途オイルダンパー１５を設けて
いるので、当該オイルダンパー１５が減衰効果を発揮することにより、基礎３から支持躯
体２ａ〜２ｄを介して工場１全体に伝播しようとする振動を減衰させて、工場１全体の水
平方向変位を小さくすることができる。
この結果、例えば支持躯体２ａ〜２ｄ上の機器類等が転倒したり、あるいは建屋１ａ、
１ｂが大きな損傷を受けたりすることを未然に防止することができる。
【００３０】
この際に、剛すべり支承による免震装置４と鉛プラグ入り積層ゴム支承による免震装置
１０とでは、微振動時の剛性が異なるために、支持躯体２ａ、２ｂと支持躯体２ｃ、２ｄ
とは異なった大きさの振動を呈するが、振幅差が大きくなる互いの上部構造２ｂ、２ｄが
分離されているために、相互の干渉を防ぐことができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態においては、本発明を、振動許容値が小さいことからこれまで免
震化が難しかった半導体製造工場に適用した場合について説明したため、嫌振エリアＡ1
よりも振動許容値の大きい他のエリアＡ2についても、比較的剛性の高い鉛プラグ入り積
層ゴム支承による免震装置１０を介装したが、これに限るものではなく、上記建屋１ｂの
支持躯体２ｃにおける振動許容値が充分に大きい値である場合等には、高減衰積層ゴム支
承による免震装置や、弾性すべり支承による免震装置等の他の免震装置を介装することも
可能である。
【００３２】
また、減衰装置としては、上述したオイルダンパー１５に代えて粘弾性ダンパーやスプ
リング等を用いることも可能である。さらに、構造物の変位が大きくならない場合や、す
べり支承による免震装置におけるすべり係数を上げる等によって変形を抑えることができ
る場合には、上記オイルダンパー等の減衰装置を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面である。
【図２】図１の剛すべり支承による免震装置を示す縦断面図である。
【図３】図２の免震装置に作用する力と鉛直変形（ａ）および水平変形（ｂ）との関係を示すグラフである。
【図４】図１の鉛プラグ入り積層ゴム支承による免震装置を示す縦断面図である。
【図５】図４の免震装置に作用する力と鉛直変形（ａ）および水平変形（ｂ）との関係を示すグラフである。
【図６】図１のオイルダンパーの取付部分の拡大図である。
【図７】免震装置における剛性と振動の大きさとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１  半導体製造工場（構造物）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  支持躯体
３  基礎
４  剛すべり支承による免震装置
５  すべり板
８ａ  すべり面
１０  鉛プラグ入り積層ゴム支承による免震装置
１１  ゴム
１２  鋼板
１３  鉛プラグ
１５  オイルダンパー（減衰装置）
Ａ1  嫌振エリア
Ａ2  他のエリア
【図１】
2005330799.tif 000003
【図２】
2005330799.tif 000004
【図３】
2005330799.tif 000005
【図４】
2005330799.tif 000006
【図５】
2005330799.tif 000007
【図６】
2005330799.tif 000008
【図７】
2005330799.tif 000009