(57)【要約】【課題】可変負荷に対して自己調節する荷重支持パッドを備えた防振システムを提供することによって従来の欠点を解消する。【解決手段】荷重分散パッドとパッド支持体との間に挟まれた、荷重支持パッド（５）及び開口（７）を有するシム（６）が設けられていることを特徴とする、可変荷重のための防振システム。【選択図】図１
2007170080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重分散パッドとパッド支持体との間に挟まれた、荷重支持パッド（５）及び開口（７）を有するシム（６）が設けられていることを特徴とする、可変荷重のための防震システム。
【請求項２】
エラストマの荷重支持パッドが設けられている、請求項１記載の防震システム。
【請求項３】
ポリウレタンの荷重支持パッドが設けられている、請求項１記載の防震システム。
【請求項４】
天然ゴム及び／又は合成ゴムの荷重支持パッドが設けられている、請求項１記載の防震システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造の特定の部分における又は構造の特定の部分からの振動及び固体伝播音移動を回避するための、弾性パッドから成る支持体を備えた構造のための防震システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変負荷を受ける構造体は、映画館、劇場、コンサートホール及びオペラハウスおける観客席、貯蔵設備、駐車場等である。
【０００３】
１つの公知の防震システムはポリウレタン荷重支持パッドを使用し、別のものは図３及び図４それぞれに示されたような円筒状のゴムの防震材を使用する。
【０００４】
このタイプのシステムの主な欠点は、これらのシステムが、増減する観客、及び変化する物品量又は車両数により生じる可変負荷に合わせて調節されることができないということである。可変負荷を含む、懸吊された構造体の固有振動数は、より低い負荷の結果、所要の目標範囲から逸脱する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、可変負荷に対して自己調節する荷重支持パッドを備えた防震システムを提供することによって従来の欠点を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これは、十分な弾性を有する荷重支持パッドを提供し、さらに、荷重支持パッドと負荷分散パッドとの間に、開口を備えたシムを提供することによって達成され、荷重支持パッドは、高い負荷に曝された場合にシムの開口内へ膨張することができ、負荷が軽減されると負荷支持バッドはこの開口から引っ込められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
添付図面に基づき本発明を説明する。
【０００８】
図１は、全荷重に曝された、可変負荷のための防震システムの概略的な断面図を示している。
【０００９】
防震システムは、コンクリート基部１上に設けられたパッド支持体４と、負荷分散パッド３との間に配置されており、この負荷分散パッドに、床等のための支持スタッド２が載置されている。防震システム自体は、荷重支持パッド５及びシム６から成る。図示したような全負荷下では荷重支持パッド５は圧縮され、負荷分散パッド３の負荷を部分的に逃がすためにシム６の開口７内へ膨張する。
【００１０】
図２は、負荷が低減された場合の図１による防震システムの概略的な断面図を示している。
【００１１】
この図に示したように、荷重支持パッド５が圧縮される程度は小さくなっており、荷重支持パッドは、シム６の間の開口７から後退し、より低い負荷に合わせて調整されている。
【００１２】
この場合、示された例において１００％負荷のために設計された元のパッドの３分の２の低減された負荷支持面を有する負荷適応可能なパッドシステムが使用されるならば、負荷が８０％の場合の、例えば観客を含む構造体の固有振動数は、約７．６Ｈｚに減少する。この７．６Ｈｚの固有振動数は、所要の振動及び固体伝播音軽減性能を達成する。
【００１３】
図３は、観客席において使用されるようなポリウレタン荷重支持パッドを備えた従来の防震システムを示している。最大限の観客に基づく１００％負荷のために設計されているならば、結果的な固有振動数は８．８Ｈｚであり、この周波数は所望の振動及び固体伝播音軽減性能を満足する。しかしながら、より小さな観客の結果８０％に負荷が低下すると、観客を含む浮遊座席システムの固有振動数は１３．１Ｈｚに増大し、これは、この場合には１１〜１３Ｈｚの範囲である観客席のものと固有振動数が重なることにより、振動及び固体伝播音を増大させる。
【００１４】
図４に示された別の従来の例において、ポリウレタン荷重支持パッドの代わりに、円筒状のゴムの防震材が使用されている。この構成も、１００％負荷のために設計されているので、図３に示した実施形態と同様の欠点を有する。
【００１５】
本発明の実施形態を図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、コンクリート基部上の観客席のための支持スタッド２の防震を示している。支持スタッド２は、鋼から形成されることができる負荷分散パッド３に載置されている。この負荷分散パッド３の下側には、金属材料から成るシム６と、エラストマから成る荷重支持パッド５とが配置されており、荷重支持パッドはパッド支持体４に載置されており、パッド支持体自体はコンクリート基部１に載置されている。ＦＨは、高い負荷、すなわち全負荷を示している。この条件下では、弾性的な荷重支持パッド５は、負荷分散パッド３を支持するために、シム６の間の開口内にクリープする。
【００１７】
このような振動及び固体伝播音軽減荷重支持パッドの基本原理は、エラストマ製の荷重支持パッドが柔らかいほど、振動及び固体伝播音軽減能力に関する性能が高まる、というものである。しかしながら、これに関する幾つかの技術的側面、すなわち形状係数、潜在的な過負荷、静的安定度及び用途要求は、このような荷重支持パッドの設計のための固有の制限を与える。
【００１８】
可能な限り最良の振動及び固体伝播音減衰性能のために、荷重支持パッドの形状係数は特に重要であり、以下のように定義されることができる：
形状係数ｑ＝負荷された面積／周囲表面積、若しくは
ｑ＝ｗｘｌ／２ｘｔ（ｗ＋１）。
【００１９】
矩形及び正方形の場合の例：ｔ＝厚さ、ｗ＝幅、ｌ＝長さ。
【００２０】
形状係数公式は、特定の使用分野において使用される様々な形状、すなわち、円形、環状等に適応させられることができる。
【００２１】
この目的に最も適した、体積圧縮可能なエラストマ荷重支持パッドの基本関数は以下のように記述されることができる：
体積圧縮可能なエラストマの剛性は、密度、厚さ、負荷面積及びこれらの組み合わせ等のファクタに依存する。例えば、荷重支持パッドが、その元の厚さの５０％に圧縮されると、その剛性は、元の値の２以上のファクタだけ増大する。これ自体は、クリープ動作を高めるだけではなく、振動及び固体伝播音減衰能力を著しく低減する。
【００２２】
クリープ、又はあらゆるその他の可能な性能の低下なしに、長期に亘る永久静荷重の下で適切に行うために、荷重支持パッドは、技術的な計算に基づく必要があり、かつ特定の荷重ケースに適応される必要がある。負荷される面積が、極めて重要でありかつ、通常は設計においてフレキシブルであるので、この事実は、特定の計算された寸法及び厚さのシムによって、負荷される面積を一時的に制限することによって、可変負荷を調整するために使用されることができる。これらのシムは、通常、エラストマ荷重支持パッドに関して所要の寸法及び形状にスタンピング及び／又は打抜き加工された金属板から成っており、この金属板にシムが接着剤によって取り付けられている。
【００２３】
その原理は、荷重支持パッドのある部分のみ、例えば３分のみが、所定の空隙を形成する、荷重分散パッドとエラストマ荷重支持パッドとの間のシムによって、より低い荷重のために利用されるというものである。別のオプションは、この所定の空隙をエラストマ荷重支持パッドとその下方のパッド支持体との間に形成することである。荷重が増大すると、パッドは圧縮され、最終的に空隙が充填され、エラストマ荷重支持パッドの上側における荷重分散層又はエラストマ荷重支持パッドの下側のパッド支持体との接触が形成される。
【００２４】
その結果、前記原理に基づき、荷重を受ける面積が増大し、ひいては荷重支持パッドはより剛性になり、より高い荷重支持能力が増大した荷重を支持する。このモードは、反転可能であり、無数に反復可能である。この機能は自己調整式ということができる。利用できる広範囲のエラストマ、特にポリウレタンにより、大きな範囲の荷重ケース、すなわち０．０５Ｎ／ｍｍ２〜５．０Ｎ／ｍｍ２に対応することができる。
【００２５】
このようなエラストマは、ポリウレタンだけでなく、様々なレベルの高温及び低温（−５０℃〜＋１２０℃）に耐える天然ゴム、合成ゴム及びこれらの組み合わせを含む。合成ゴムの内、ＥＰＤＭゴム、ＳＢＲ及びＣＲがこの目的に特に適している。パッド支持部の形状及び寸法に適合するように、荷重支持パッドは、様々な寸法及び形状、例えば正方形、矩形、円形、円環状等に製造されることができ、所望の振動及び固体伝播音減衰を提供するために、厚さは１０ｍｍ〜１００ｍｍであることができる。
【００２６】
図２は、低減された低荷重ＦＬを受けた防震システムを示している。
【００２７】
図から分かるように、荷重支持パッド５が圧縮される程度はより小さく、荷重支持パッドは、シム６の間の開口７から引っ込み、これにより、より低い荷重に合わせて調整されている。
【００２８】
この場合、８０％の荷重の、例えば観客を含む構造の固有振動数は、示された例において１００％荷重のために設計された元のパッドの３分の２の減じられた荷重支持面を有する荷重適応可能パッドシステムが使用されるならば、約７．６Ｈｚに減少する。７．６Ｈｚのこの固有振動数は、所要の振動及び固体伝播音減衰性能を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】全荷重を受けた、可変荷重のための防震システムの概略的な断面図を示している。
【図２】荷重が減じられた、図１による防震システムの概略的な断面図を示している。
【図３】観客席において使用されるようなポリウレタン荷重支持パッドを備えた、従来技術の防震システムを示している。
【図４】ポリウレタン荷重支持パッドの代わりに円筒状のゴムの防震材が使用された、別の従来技術の例を示している。
【符号の説明】
【００３０】
１  コンクリート基部、  ２  支持スタッド、  ３  荷重分散パッド、  ４  パッド支持体、  ５  荷重支持パッド、  ６  シム、  ７  開口、  ８  カウンタパッド、  ９  ボルト、  １０  鋼板、  １１  円筒状のゴムポット
【図１】
2007170080.tif 000003
【図２】
2007170080.tif 000004
【図３】
2007170080.tif 000005
【図４】
2007170080.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月27日(2006.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造の特定の部分における又は構造の特定の部分からの振動及び固体伝播音移動を回避するための、弾性パッドから成る支持体を備えた構造のための防振システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変負荷を受ける構造体は、映画館、劇場、コンサートホール及びオペラハウスおける観客席、貯蔵設備、駐車場等である。
【０００３】
１つの公知の防振システムはポリウレタン荷重支持パッドを使用し、別のものは図３及び図４それぞれに示されたような円筒状のゴムの防振材を使用する。
【０００４】
このタイプのシステムの主な欠点は、これらのシステムが、増減する観客、及び変化する物品量又は車両数により生じる可変負荷に合わせて調節されることができないということである。可変負荷を含む、懸吊された構造体の固有振動数は、より低い負荷の結果、所要の目標範囲から逸脱する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、可変負荷に対して自己調節する荷重支持パッドを備えた防振システムを提供することによって従来の欠点を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これは、十分な弾性を有する荷重支持パッドを提供し、さらに、荷重支持パッドと負荷分散パッドとの間に、開口を備えたシムを提供することによって達成され、荷重支持パッドは、高い負荷に曝された場合にシムの開口内へ膨張することができ、負荷が軽減されると負荷支持バッドはこの開口から引っ込められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
添付図面に基づき本発明を説明する。
【０００８】
図１は、全荷重に曝された、可変負荷のための防振システムの概略的な断面図を示している。
【０００９】
防振システムは、コンクリート基部１上に設けられたパッド支持体４と、負荷分散パッド３との間に配置されており、この負荷分散パッドに、床等のための支持スタッド２が載置されている。防振システム自体は、荷重支持パッド５及びシム６から成る。図示したような全負荷下では荷重支持パッド５は圧縮され、負荷分散パッド３の負荷を部分的に逃がすためにシム６の開口７内へ膨張する。
【００１０】
図２は、負荷が低減された場合の図１による防振システムの概略的な断面図を示している。
【００１１】
この図に示したように、荷重支持パッド５が圧縮される程度は小さくなっており、荷重支持パッドは、シム６の間の開口７から後退し、より低い負荷に合わせて調整されている。
【００１２】
この場合、示された例において１００％負荷のために設計された元のパッドの３分の２の低減された負荷支持面を有する負荷適応可能なパッドシステムが使用されるならば、負荷が８０％の場合の、例えば観客を含む構造体の固有振動数は、約７．６Ｈｚに減少する。この７．６Ｈｚの固有振動数は、所要の振動及び固体伝播音軽減性能を達成する。
【００１３】
図３は、観客席において使用されるようなポリウレタン荷重支持パッドを備えた従来の防振システムを示している。最大限の観客に基づく１００％負荷のために設計されているならば、結果的な固有振動数は８．８Ｈｚであり、この周波数は所望の振動及び固体伝播音軽減性能を満足する。しかしながら、より小さな観客の結果８０％に負荷が低下すると、観客を含む浮遊座席システムの固有振動数は１３．１Ｈｚに増大し、これは、この場合には１１〜１３Ｈｚの範囲である観客席のものと固有振動数が重なることにより、振動及び固体伝播音を増大させる。
【００１４】
図４に示された別の従来の例において、ポリウレタン荷重支持パッドの代わりに、円筒状のゴムの防振システムが使用されている。この構成も、１００％負荷のために設計されているので、図３に示した実施形態と同様の欠点を有する。
【００１５】
本発明の実施形態を図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、コンクリート基部上の観客席のための支持スタッド２の防振を示している。支持スタッド２は、鋼から形成されることができる負荷分散パッド３に載置されている。この負荷分散パッド３の下側には、金属材料から成るシム６と、エラストマから成る荷重支持パッド５とが配置されており、荷重支持パッドはパッド支持体４に載置されており、パッド支持体自体はコンクリート基部１に載置されている。ＦＨは、高い負荷、すなわち全負荷を示している。この条件下では、弾性的な荷重支持パッド５は、負荷分散パッド３を支持するために、シム６の間の開口内にクリープする。
【００１７】
このような振動及び固体伝播音軽減荷重支持パッドの基本原理は、エラストマ製の荷重支持パッドが柔らかいほど、振動及び固体伝播音軽減能力に関する性能が高まる、というものである。しかしながら、これに関する幾つかの技術的側面、すなわち形状係数、潜在的な過負荷、静的安定度及び用途要求は、このような荷重支持パッドの設計のための固有の制限を与える。
【００１８】
可能な限り最良の振動及び固体伝播音減衰性能のために、荷重支持パッドの形状係数は特に重要であり、以下のように定義されることができる：
形状係数ｑ＝負荷された面積／周囲表面積、若しくは
ｑ＝ｗｘｌ／２ｘｔ（ｗ＋１）。
【００１９】
矩形及び正方形の場合の例：ｔ＝厚さ、ｗ＝幅、ｌ＝長さ。
【００２０】
形状係数公式は、特定の使用分野において使用される様々な形状、すなわち、円形、環状等に適応させられることができる。
【００２１】
この目的に最も適した、体積圧縮可能なエラストマ荷重支持パッドの基本関数は以下のように記述されることができる：
体積圧縮可能なエラストマの剛性は、密度、厚さ、負荷面積及びこれらの組み合わせ等のファクタに依存する。例えば、荷重支持パッドが、その元の厚さの５０％に圧縮されると、その剛性は、元の値の２以上のファクタだけ増大する。これ自体は、クリープ動作を高めるだけではなく、振動及び固体伝播音減衰能力を著しく低減する。
【００２２】
クリープ、又はあらゆるその他の可能な性能の低下なしに、長期に亘る永久静荷重の下で適切に行うために、荷重支持パッドは、技術的な計算に基づく必要があり、かつ特定の荷重ケースに適応される必要がある。負荷される面積が、極めて重要でありかつ、通常は設計においてフレキシブルであるので、この事実は、特定の計算された寸法及び厚さのシムによって、負荷される面積を一時的に制限することによって、可変負荷を調整するために使用されることができる。これらのシムは、通常、エラストマ荷重支持パッドに関して所要の寸法及び形状にスタンピング及び／又は打抜き加工された金属板から成っており、この金属板にシムが接着剤によって取り付けられている。
【００２３】
その原理は、荷重支持パッドのある部分のみ、例えば３分のみが、所定の空隙を形成する、荷重分散パッドとエラストマ荷重支持パッドとの間のシムによって、より低い荷重のために利用されるというものである。別のオプションは、この所定の空隙をエラストマ荷重支持パッドとその下方のパッド支持体との間に形成することである。荷重が増大すると、パッドは圧縮され、最終的に空隙が充填され、エラストマ荷重支持パッドの上側における荷重分散層又はエラストマ荷重支持パッドの下側のパッド支持体との接触が形成される。
【００２４】
その結果、前記原理に基づき、荷重を受ける面積が増大し、ひいては荷重支持パッドはより剛性になり、より高い荷重支持能力が増大した荷重を支持する。このモードは、反転可能であり、無数に反復可能である。この機能は自己調整式ということができる。利用できる広範囲のエラストマ、特にポリウレタンにより、大きな範囲の荷重ケース、すなわち０．０５Ｎ／ｍｍ２〜５．０Ｎ／ｍｍ２に対応することができる。
【００２５】
このようなエラストマは、ポリウレタンだけでなく、様々なレベルの高温及び低温（−５０℃〜＋１２０℃）に耐える天然ゴム、合成ゴム及びこれらの組み合わせを含む。合成ゴムの内、ＥＰＤＭゴム、ＳＢＲ及びＣＲがこの目的に特に適している。パッド支持部の形状及び寸法に適合するように、荷重支持パッドは、様々な寸法及び形状、例えば正方形、矩形、円形、円環状等に製造されることができ、所望の振動及び固体伝播音減衰を提供するために、厚さは１０ｍｍ〜１００ｍｍであることができる。
【００２６】
図２は、低減された低荷重ＦＬを受けた防振システムを示している。
【００２７】
図から分かるように、荷重支持パッド５が圧縮される程度はより小さく、荷重支持パッドは、シム６の間の開口７から引っ込み、これにより、より低い荷重に合わせて調整されている。
【００２８】
この場合、８０％の荷重の、例えば観客を含む構造の固有振動数は、示された例において１００％荷重のために設計された元のパッドの３分の２の減じられた荷重支持面を有する荷重適応可能パッドシステムが使用されるならば、約７．６Ｈｚに減少する。７．６Ｈｚのこの固有振動数は、所要の振動及び固体伝播音減衰性能を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】全荷重を受けた、可変荷重のための防振システムの概略的な断面図を示している。
【図２】荷重が減じられた、図１による防振システムの概略的な断面図を示している。
【図３】観客席において使用されるようなポリウレタン荷重支持パッドを備えた、従来技術の防振システムを示している。
【図４】ポリウレタン荷重支持パッドの代わりに円筒状のゴムの防振材が使用された、別の従来技術の例を示している。
【符号の説明】
【００３０】
１  コンクリート基部、  ２  支持スタッド、  ３  荷重分散パッド、  ４  パッド支持体、  ５  荷重支持パッド、  ６  シム、  ７  開口、  ８  カウンタパッド、  ９  ボルト、  １０  鋼板、  １１  円筒状のゴムポット
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重分散パッドとパッド支持体との間に挟まれた、荷重支持パッド（５）及び開口（７）を有するシム（６）が設けられていることを特徴とする、可変荷重のための防振システム。
【請求項２】
エラストマの荷重支持パッドが設けられている、請求項１記載の防振システム。
【請求項３】
ポリウレタンの荷重支持パッドが設けられている、請求項１記載の防振システム。
【請求項４】
天然ゴム及び／又は合成ゴムの荷重支持パッドが設けられている、請求項１記載の防振システム。
【外国語明細書】
2007170080.tif 000007
2007170080.tif 000008
2007170080.tif 000009
2007170080.tif 000010
2007170080.tif 000011
2007170080.tif 000012
2007170080.tif 000013
2007170080.tif 000014
2007170080.tif 000015
2007170080.tif 000016
2007170080.tif 000017
2007170080.tif 000018