(57)【要約】【課題】  二重床を後付けにて補強する、軽量で、かつ、軸剛性の高い補強用の支柱を提供する。【解決手段】  クリーンルームなどの二重床を後付けにて補強するための支柱として、薄肉円筒状のステンレス鋼管１３の内部に普通鋼から成る複数本の鋼棒１４を配置し、更に、上記鋼棒１４間に隙間に充填材１５を充填するとともに、上記ステンレス鋼管１３の上部側の充填材を発泡ウレタンなどの軽量の普通充填材１５ｂとし、下部側の充填材を樹脂などの高強度充填材１５ａとした二重床補強用支柱１０を用いて、軸剛性を高めるとともに、後付け作業を容易に行うことができるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎床上に配置された複数の柱に床材を配置して成る二重床を補強するために後から設置される支柱であって、上記基礎床と床との間に介挿される管状の部材と、この管状の部材の内部に配置された、上記管状の部材の延長方向に延長する、鋼棒あるいは形鋼から成る補強部材とを備えたことを特徴とする二重床補強用軽量支柱。
【請求項２】
上記管状の部材をステンレス鋼管としたことを特徴とする請求項１に記載の二重床補強用軽量支柱。
【請求項３】
上記補強部材同士、及び、上記補強部材と管状の部材の内壁側とが互いに接触するように、上記補強部材を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二重床補強用軽量支柱。
【請求項４】
上記管状の部材の内部と上記補強部材との隙間に充填材を充填したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二重床補強用軽量支柱。
【請求項５】
上記管状の部材の上端側及び下端側のいずれか一方あるいは両方に、高強度充填材を充填したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の二重床補強用軽量支柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体工場等のクリーンルーム内の床のような二重床の、上の床を支持する柱間に後付けされる補強用軽量支柱の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体工場や液晶工場等などのクリーンルームでは、天井面から清浄空気を吹き出し、これを床面から吸込むために、図６に示すように、上の床（以下、単に床という）１を孔あきのグレーチングを敷き詰めた床とするとともに、この床１を下の床（以下、基礎床という）２から柱３を立設して、この柱３を上記床１が敷設された梁４に固定することにより、上記床１を支持する、いわゆる二重床構造となっている。
ところで、近年、製造装置の大型化や高速化に伴って、クリーンルーム５内に設置される製造装置６が発生する振動で上記床１が振動し、これが他の精密機械に悪影響を及ぼしたりする場合があった。また、上記クリーンルーム５内にある程度以上重の重さの新型装置を導入しようとした場合には、上記柱３の剛性が足りないため、床１及び梁４がたわんでしまうなど設置条件を満たさない場合があった。
そこで、図７に示すように、上記二重床の基礎床２の上記柱３，３間に、鋼管やＨ型鋼などの鋼性の形鋼から成る補強用支柱７を立設し床１及び梁４を支持することにより、上記二重床を補強する方法が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記鋼性の形鋼は、曲げに対する剛性を増すために、中空もしくは開断面の形状をしていることから、軸方向の剛性は必ずしも大きくないので、上記振動やたわみを小さくすることが困難であった。また、上記補強用支柱７が普通鋼製であれば、錆の発生を防止するため、塗装をする必要がある。そのため、塗装のはがれによる粉塵の発生や、塗装がはがれた部分に発生した錆からの粉塵の発生が危惧されるだけでなく、塗料そのものからクリーンルーム５で製造される製品に悪影響を及ぼす微量ガスが発生する可能性がある。そこで、型鋼としてステンレス鋼を用いれば、強度も高く、かつ、錆の発生もないが、上記ステンレス鋼は高価であり、十分な軸剛性をステンレス鋼だけで確保しようとすると外形を大きくせざるをえず、そのため、大幅なコストアップとなってしまうといった問題点があった。
また、表面をステンレス鋼管とし、その内部にコンクリートを充填すれば、軸剛性が高く錆の発生がない補強用支柱を安価に製造できると考えられるが、上記補強用支柱７は上記二重床に後付けされるものであることから、当然のことながら、現場である二重床の内部でコンクリートを打設することはできない。また、コンクリートを充填した補強用支柱を別の箇所で作製しても、上記補強用支柱は重量が重いため、上記補強用支柱を現場まで運搬して上記基礎床２に立設し、上記床１を支持するように上記梁４に固定すること大変である。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、二重床を後付けにて補強する、軽量で、かつ、軸剛性の高い補強用支柱を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、基礎床上に配置された複数の柱に床材を配置して成る二重床を補強するために後から設置される軽量な支柱であって、上記基礎床と床との間に介挿される管状の部材と、この管状の部材の内部に配置された、上記管状の部材の延長方向に延長する、鋼棒あるいは形鋼から成る補強部材とを備えたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二重床補強用軽量支柱において、上記管状の部材をステンレス鋼管としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の二重床補強用軽量支柱において、上記補強部材同士、及び、上記補強部材と管状の部材の内壁側とが互いに接触するように、上記補強部材を配置したものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の二重床補強用軽量支柱において、上記管状の部材の内部と上記補強部材との隙間に充填材を充填したものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の二重床補強用支柱において、上記管状の部材の上端側及び下端側のいずれか一方あるいは両方に、高強度充填材を充填したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、二重床を後付けにて補強するための支柱として、管状の部材と、この管状の部材の内部に配置された、上記管状の部材の延長方向に延長する鋼棒あるいは形鋼から成る補強部材とを備えた支柱を用いて、その軸剛性を高めるようにしたので、簡単な構成で上の床の振動やたわみを大幅に低減することができる。また、このような構成の支柱は軽量であることから、支柱の後付け作業を容易に行うことができる。
また、上記管状の部材をステンレス鋼管とすれば、錆の発生がないので、クリーンルームの二重床の補強用支柱として好適に用いることができる。
【０００７】
このとき、上記補強部材同士、及び、上記補強部材と管状の部材の内壁側とが互いに接触するように上記補強部材を配置したり、上記管状の部材の内部と上記補強部材との隙間に充填材を充填するなどして、上記補強部材が内部で移動できないようにすれば、上記補強部材の座屈を防止することができる。
更に、上記管状の部材の上端側及び下端側のいずれか一方あるいは両方に、高強度充填材を充填するようにすれば、上記補強部材の寸法が不揃いな場合でも、上記補強部材を上記管状の部材とほぼ平行に設置することができるとともに、上記補強部材に確実に軸力を伝えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の最良の形態に係る二重床補強用支柱１０とその取付方法を示す図で、同図において、１０は基礎床２上に立設され、補強用の対象となる梁４に固定され、図６に示した柱３とともに、グレーチングを敷き詰めた床１を下部側から支持する補強用支柱、２０は上記補強用支柱１０を梁４に固定するためのクランプ、３０は高さ調整用の平板である。上記補強用支柱１０は、上端側と下端側にそれぞれステンレス製のベースプレート１１，１２が取付けられた薄肉円筒状のステンレス鋼管１３と、このステンレス鋼管１３の内部に配置された普通鋼から成る複数本の鋼棒１４と、上記鋼棒１４の間に隙間に充填された充填材１５とを備えており、上記複数本の鋼棒１４が上記補強用支柱１０の補強部材を構成する。
これにより、上記二重床補強用支柱１０の軸力方向の剛性は、床１の振動やたわみに起因する軸力（圧縮力）が作用した場合でも、上記軸力をステンレス鋼管１３と複数本の鋼棒１４とで受けることになる。このとき、上記補強用支柱１０の軸方向の剛性は、ステンレス鋼管１３の剛性に対して、上記鋼棒１４のヤング率をＥ、断面積の和をＡ、長さをＬとすると、（Ａ・Ｅ／Ｌ）だけ増加するので、ステンレス鋼管１３自身が薄肉であっても、上記補強用支柱１０の軸方向の剛性を十分に確保することができるので、効果的な補強を行うことができる。
【０００９】
本例では、隣接する鋼棒１４同士が互いに接触するように上記鋼棒１４を配置するとともに、ステンレス鋼管１３の内壁側に位置する鋼棒１４が上記内壁に接触するように配置している。また、上記充填材１５を２種類準備し、上記ステンレス鋼管１３の下端側には、樹脂等から成る高強度充填材１５ａを充填し、その他の部分を発泡ウレタン、あるいは、モルタルなどの、上記鋼棒１４の移動を規制するための普通充填材１５ｂを充填するようにしている。これにより、上記鋼棒１４が不揃いな場合でも、上記高強度充填材１５ａにより、上記鋼棒１４を上記ステンレス鋼管１３とほぼ平行に、かつ、内部で移動することがないように設置することができるだけでなく、上記複数本の鋼棒１４に確実に軸力を伝えることができる。また、上記普通充填材１５ｂは補強機能を有しない軽量な材料であるので、上記補強用支柱１０を軽量化することができる。
【００１０】
上記補強用支柱１０を取付ける際には、クランプ２０の一端側をステンレス鋼管１３の上端部に取付けられたベースプレート１１の下側に当接させるとともに、他端側を梁４の下フランジ４ａの内側に位置させた後、固定ネジ２１，２１を締めて、補強用支柱１０を梁４に取付ける。なお、上記補強用支柱１０の長さは、通常は、上記梁４と基礎床２との距離にほぼ等しい長さとしておくが、上記補強用支柱１０の長さを上記距離よりも短く設定し、調整用の平板３０によりその不足分を調整するようにすれば、同じ長さの補強用支柱１０を用いて、梁４と基礎床２との距離がある程度の範囲にある複数箇所の二重床の補強に対応することができる。
また、上記補強用支柱１０の下部は、上記ステンレス鋼管１３の下端部に取付けられたベースプレート１２を介して、アンカーボルトなどの締結部材１２ａにより上記基礎床２に固定されるが、上記補強用支柱１０には常に下向きの応力が作用しているので、必ずしもベースプレート１２を基礎床２に固定する必要はない。
【００１１】
図２（ａ）〜（ｃ）は、上記二重床補強用支柱１０の補強効果の試算例を示す図で、梁４として４８８×３００×１１×１８のＨ型鋼を用いるとともに、基礎床２と梁４の上面までの距離を４００ｍｍと、この梁４を６００ｍｍ間隔で配置した４８８×３００×１１×１８のＨ型鋼から成る柱３で支持し、上記梁４にＷ＝１０トンの垂直荷重をかけて上記梁４のたわみ量を試算した。図２（ａ）に示すように、上記梁４を複数の柱３のみで支持した場合には、たわみ量がＤ0＝１．３ｍｍであったが、図２（ｂ）に示すように、上記柱３，３の間に、φ１０１．６×３．２のステンレス鋼管（長さ４００ｍｍ）からなる補強用支柱７を立設して上記梁４の支持を補強すると、そのたわみ量はＤ1＝０．８ｍｍとなり、たわみ量が当初の約６０％に改善された（なお、以下も含めて、鋼管、支柱等の寸法の単位は省略してあるが、全て［ｍｍ］である）。
これに対して、図２（ｃ）に示すように、補強用支柱として、φ１０．６×３．２のステンレス鋼管内にφ２０の普通鋼から成る丸棒を１５本内蔵した本発明の二重床補強用支柱１０を用いた場合には、たわみ量はＤ2＝０．３ｍｍになり、たわみ量が当初の約２０％と大幅に改善された。これにより、二重床補強用支柱１０では、軸方向の剛性が大幅に向上しており、床振動や梁のたわみを極めて小さくできることが分かった。
【００１２】
このように、本最良の形態では、クリーンルームなどの二重床を後付けにて補強するための支柱として、薄肉円筒状のステンレス鋼管１３の内部に、普通鋼から成る複数本の鋼棒１４を配置するとともに、この鋼棒１４間に隙間に充填材１５を充填して成る二重床補強用支柱１０を用いて、軸剛性を高めるようにしたので、簡単な構成で上の床１の振動やたわみを大幅に低減することができるだけでなく、錆の発生もなくすことができる。また、上記二重床補強用支柱１０は軽量であるので、後付け作業を容易に行うことができる。
このとき、上記ステンレス鋼管１３の上部側に発泡ウレタンなどの軽量の普通充填材１５ｂを充填し、下部側には樹脂などの高強度充填材１５ａを充填するようにすれば、上記二重床補強用支柱１０を軽量化できるとともに、上記鋼棒１４の寸法が不揃いな場合でも、上記鋼棒１４を上記ステンレス鋼管１３とほぼ平行に設置することができる。更に、鋼棒１４の寸法が不揃いであっても、上記鋼棒１４に確実に軸力を伝えることができる。
【００１３】
なお、上記最良の形態では、鋼棒１４の隙間に充填材１５を充填したが、図４（ａ）に示すように、上記鋼棒１４を、隣接する鋼棒１４同士が互いに接触するように配置するだけでも上記鋼棒１４が内部で移動することがないので、上記充填材１５の充填を省略することができる。また、充填材１５を充填した場合には、上記鋼棒１４が内部で移動しないので、図４（ｂ）に示すように、隣接する鋼棒１４Ｚ同士を互いに離隔して配置してもよい。このとき、上記鋼棒１４Ｚの太さや本数としては、必要な軸剛性を与えるだけの総断面を有していればよいので、上記鋼棒１４Ｚの径は上記鋼棒１４の径よりも大きくてもよいし、逆に小さくてもよい。
また、上記例では、ステンレス鋼管１３を円筒状としたが、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、角柱状のステンレス鋼管１３Ｚを用いてもよい。
また、ステンレス鋼管１３Ｚの内部に配置される補強部材として、図６（ａ）に示すような、普通鋼から成るＨ型鋼１４Ｈや、円筒状の鋼管１４Ｒを用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記補強部材の材質としては、普通鋼に限定されるものではなく、ステンレス鋼などの他の合金鋼や、アルミニウムあるいはアルミニウム合金であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上説明したように、二重床を後付けにて補強する際に、本発明の二重床補強用軽量支柱を用いることにより、簡単な構成で床の振動やたわみを大幅に低減することができるとともに、後付け作業を容易に行うことができるので、クリーンルームなどの二重床を容易にかつ効率よく補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の最良の形態に係る二重床補強用支柱の構成とその取付方法を示す図である。
【図２】二重床補強用支柱による補強効果の試算例を示す図である。
【図３】本発明による二重床補強用支柱の他の構成を示す図である。
【図４】本発明による二重床補強用支柱の他の構成を示す図である。
【図５】本発明による二重床補強用支柱の他の構成を示す図である。
【図６】従来のクリーンルームの二重床構造を示す図である。
【図７】二重床の補強方法を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  上の床（床）、２  下の床（基礎床）、３  柱、４  梁、
１０  二重床補強用支柱、１１，１２  ベースプレート、１３  ステンレス鋼管、
１４  鋼棒、１５  充填材、１５ａ  高強度充填材、１５ｂ  普通充填材、
２０  クランプ、２１固定ネジ、３０  調整用の平板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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