(57)【要約】【課題】簡単且つ安価な構成により構造物を免震できるようにする。【解決手段】下側脚部１ｂの端部１ｂ'に備えた水平支持面２と、左右両端が上方へ湾曲することで形成した湾曲突出面４が水平支持面２に当接するよう上側脚部１ａの端部１ａ'に備えた湾曲部材３とを有する揺動支持機構７と、水平支持面２と湾曲部材３の湾曲突出面４との間に形成される左右の楔状隙間８に位置し湾曲突出面４に当接して上側脚部１ａと下側脚部１ｂを上下一直線に保持する左右の楔部材９と、下側脚部１ｂが左右方向へ設定値以上の加速度で移動した際に左右いずれか一方の楔部材９が楔状隙間８から退去されるように支持する押付手段１３とを有するトリガ装置１４と、水平支持面２と湾曲突出面４が離反しないように湾曲部材３と水平支持面２を備えた下側脚部１ｂとを左右方向への揺動を可能に締結する締結手段１７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の支持脚を途中で分割した上側脚部と下側脚部の対向した端部間に備えられる免震装置であって、
前記上側脚部と下側脚部の一方の端部に備えた水平支持面と、左右両端が上方へ湾曲することで形成した湾曲突出面が前記水平支持面に当接するよう前記上側脚部と下側脚部の他方の端部に備えた湾曲部材と、を有する揺動支持機構と、
前記水平支持面と前記湾曲部材の湾曲突出面との間に形成される左右の楔状隙間に位置し前記湾曲突出面に当接して上側脚部と下側脚部を上下一直線に保持する左右のストッパ部材と、下側脚部が左右方向へ設定値以上の加速度で移動した際に前記左右のストッパ部材のいずれか一方が前記楔状隙間から退去されるように支持する押付手段と、を有するトリガ装置と、
前記水平支持面と前記湾曲突出面が離反しないように前記湾曲部材と水平支持面を備えた脚部とを左右方向への揺動を可能に締結する締結手段と
を備えたことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記ストッパ部材が、トリガ装置によって前記楔状隙間に押込み保持された楔部材であ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】
前記ストッパ部材が、トリガ装置によって前記楔状隙間の湾曲突出面に押付け保持された当接部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項４】
前記上側脚部の端部と下側脚部の端部との間に、上側脚部と下側脚部の左右方向への所定量以上の揺動を制限する大変位規制部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の免震装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の免震装置を支持脚に備えたことを特徴とするクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン、ボイラ鉄骨、倉庫、エレベータ等の構造物の支持脚に備えることにより構造物の揺れを低減する免震装置及び免震装置を備えたクレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンテナクレーン等の走行クレーンは、レールを跨ぐ門型のクレーン本体を有しており、該クレーン本体における四隅部の支持脚の下端に備えた走行装置により、岸壁等に設けられたレール上を走行する。
【０００３】
このような走行式クレーンにおいて地震が発生し、走行クレーンの走行方向と平行な方向（走行クレーンの前後方向）に振動した場合は、走行装置がレール上を移動するためクレーン本体に大きな応力が作用することは防止される。一方、走行クレーンの走行方向と直角方向（走行クレーンの左右方向）に振動した場合は、その荷重が外力としてクレーン本体に作用することになる。ここで、走行式クレーンを構成するクレーン本体は所要の強度に構成されているため、小規模な地震が発生して走行方向と直角方向の荷重が作用しても、クレーン本体は変形して荷重による揺れを吸収することができ、よって大きな問題を生じることはない。
【０００４】
しかし、大規模な地震が発生して、走行クレーンの走行方向と直角方向の大きな荷重が作用した場合には、クレーンが大きく揺れることによって支持脚が上昇し、車輪がレール上から浮き上がった後に、浮き上がった車輪がレール上に戻らずに外部へ着地する脱輪を生じる可能性が考えられる。このため、車輪の浮き上がりによる脱輪といった問題の発生を防止することが求められている。
【０００５】
又、前記走行クレーン以外のクレーン、ボイラ鉄骨、倉庫、エレベータ等の構造物においても、大規模な地震が発生した場合には、これらの構造物に支持脚を介して大きな荷重が作用して揺れるため、構造物及び支持脚には過大な応力が作用することが考えられる。従って、このように構造物に対して大きな応力が作用する問題を防止することが求められている。
【０００６】
クレーンに作用する揺れの荷重を低減するための従来の技術を示すものとしては、クレーンの支持脚の途中に、積層ゴムと油圧ダンパ等のダンパを組み合わせた免震装置を設置したものがある（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３０２３７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１、２に示すように下側脚部と上側脚部の間に積層ゴムを備えた免震装置の場合には、大規模地震の発生時に下側脚部と上側脚部との間の変形量が大きくなるが、上記免震装置では変形量が制限されるため揺れの荷重を吸収するようなことはできず、そのために構造物に大きな応力が発生する可能性がある。更に、積層ゴムとダンパを組み合わせた免震装置は、構成が複雑で装置が高価になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、大規模地震の発生時に構造物に大きな応力が発生する問題を防止し、しかも簡単且つ安価な構成により免震効果を発揮できる免震装置及び免震装置を備えたクレーンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、構造物の支持脚を途中で分割した上側脚部と下側脚部の対向した端部間に備えられる免震装置であって、
前記上側脚部と下側脚部の一方の端部に備えた水平支持面と、左右両端が上方へ湾曲することで形成した湾曲突出面が前記水平支持面に当接するよう前記上側脚部と下側脚部の他方の端部に備えた湾曲部材と、を有する揺動支持機構と、
前記水平支持面と前記湾曲部材の湾曲突出面との間に形成される左右の楔状隙間に位置し前記湾曲突出面に当接して上側脚部と下側脚部を上下一直線に保持する左右のストッパ部材と、下側脚部が左右方向へ設定値以上の加速度で移動した際に前記左右のストッパ部材のいずれか一方が前記楔状隙間から退去されるように支持する押付手段と、を有するトリガ装置と、
前記水平支持面と前記湾曲突出面が離反しないように前記湾曲部材と水平支持面を備えた脚部とを左右方向への揺動を可能に締結する締結手段と
を備えたことを特徴とする免震装置、に係るものである。
【００１１】
上記免震装置において、前記ストッパ部材は、トリガ装置によって前記楔状隙間に押込み保持された楔部材であってもよい。
【００１２】
又、上記免震装置において、前記ストッパ部材は、トリガ装置によって前記楔状隙間の湾曲突出面に押付け保持された当接部材であってもよい。
【００１３】
又、上記免震装置において、前記上側脚部の端部と下側脚部の端部との間に、上側脚部と下側脚部の左右方向への所定量以上の揺動を制限する大変位規制部材を備えることは好ましい。
【００１４】
前記免震装置をクレーンの支持脚に設けることにより、免震機能を備えたクレーンが得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大規模地震の発生時に下側脚部と上側脚部が折れ曲がることにより構造物に大きな応力が発生する問題を防止でき、しかも簡単且つ安価な構成により構造物が揺れる問題を低減できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は支持脚に適用した本発明の免震装置の一実施例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）をＩＢ−ＩＢ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）をＩＣ−ＩＣ方向から見た平面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）の詳細を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の下側脚部が揺れた状態を示す作動図である。
【図３】（ａ）は締結手段の他の実施例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）をＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ方向から見た平面図である。
【図４】（ａ）はトリガ装置の他の実施例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の下側脚部が揺れた状態を示す作動図である。
【図５】本発明の免震装置を走行クレーンの支持脚に適用した実施例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１８】
図１は本発明の免震装置の一実施例を示しており、図中１は、本発明を適用するクレーン、ボイラ鉄骨、倉庫、エレベータ等の構造物に備えられている鉛直方向の重力荷重を支持する支持脚である。
【００１９】
例えば走行クレーン２５（図５参照）からなる構造物の前記支持脚１は、途中で分割された上側脚部１ａと下側脚部１ｂを有しており、上側脚部１ａの端部１ａ'と下側脚部１ｂの端部１ｂ'は互いに上下から対向している。
【００２０】
前記下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）には水平支持面２を設ける。
【００２１】
一方、前記上側脚部１ａの端部１ａ'（下端）には、湾曲部材３を設けている。該湾曲部材３は、例えば半円筒状（樋状）を有しており、左右方向中間部が下方へ突出して、左右両端が上方へ湾曲することで下面には前記水平支持面２に当接する湾曲突出面４が形成されており、前記水平支持面２に対して左右方向へ揺動できるようになっている。前記湾曲部材３は、図１（ｃ）に示すように、前後方向に所定の幅を有している。
【００２２】
前記湾曲部材３の左右の上端部は、上側脚部１ａの端部１ａ'（下端）を左右から挟むように配置され、湾曲部材３の上端部と上側脚部１ａの端部１ａ'を貫通する取付ロッド５と、該取付ロッド５の抜け止めを行う固定板６とにより、上側脚部１ａに取り付けられている。
【００２３】
そして、上側脚部１ａに作用する構造物の揺れの荷重は、前記湾曲部材３の湾曲突出面４が前記水平支持面２に当接することで下側脚部１ｂに伝達されるようになっており、前記湾曲部材３と前記水平支持面２により揺動支持機構７を構成している。
【００２４】
又、前記水平支持面２と前記湾曲部材３の湾曲突出面４との間に形成される左右の楔状隙間８には、該楔状隙間８に嵌合することで前記上側脚部１ａと前記下側脚部１ｂを上下一直線に保持するようにしたストッパ部材としての左右の楔部材９を設けている。左右の楔部材９は、図１（ｃ）では支持脚１の前後方向奥行きと同等の長さを有している。
【００２５】
更に、前記水平支持面２における前記左右の楔部材９が配置された下側位置には、図２（ａ）に詳細を示すように、所要の深さを有して左右方向に延びた案内溝１０が図１（ｃ）に示すように前後に間隔を有して形成されている。更に、各案内溝１０には、前記楔部材９の左右内側端部の下面に固定した案内駒１１が嵌合しており、前記左右の楔部材９は前記案内駒１１を介して前記案内溝１０に沿って左右方向へ移動可能になっている。又、前記案内溝１０の内部には、前記案内駒１１を押圧して前記楔部材９を前記楔状隙間８の内側へ押込むように付勢する押圧ばね１２が設けてあり、上記案内駒１１と押圧ばね１２により押付手段１３を構成している。
【００２６】
そして、前記左右の楔部材９と、前記押付手段１３とにより、下側脚部１ｂが左右方向へ設定値以上の加速度で移動した際に前記楔部材９を前記楔状隙間８から退去可能に支持するトリガ装置１４を構成している。トリガ装置１４のトリガが解除される設定値は、前記楔状隙間８から楔部材９が押し出される際の摩擦力と、楔部材９の押し出しに抵抗するように働く押圧ばね１２の押圧力の和から求めて設定する。
【００２７】
又、前記湾曲部材３が前記水平支持面２に当接している最下部の上側にはローラ１５が配置してあり、該ローラ１５の前後両端部を前記下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）に連結した締結棒１６を設けることにより締結手段１７を構成している。ここで、前記締結手段１７の締結棒１６は、前記湾曲部材３を前後から挟むことにより、上側脚部１ａと下側脚部１ｂが前後方向へ変位するのを防止する機能を有している。
【００２８】
従って、揺動可能に当接する水平支持面２と湾曲部材３を有する揺動支持機構７と、楔状隙間８に嵌合するストッパ部材としての楔部材９と該楔部材９を楔状隙間８から退去可能に支持するトリガ装置１４と、前記湾曲部材３を下側脚部１ｂに締結する締結手段１７とにより、免震装置５０が構成されている。
【００２９】
又、前記免震装置５０は、上側脚部１ａの端部１ａ'と下側脚部１ｂの端部１ｂ'との間に、上側脚部１ａと下側脚部１ｂの左右方向への所定量以上の揺動を制限する大変位規制部材１８を設けている。図１では、前記湾曲部材３の左右の上部に固定した大変位規制部材１８の下端が、下側脚部１ｂの水平支持面２よりも下側まで延び、且つ下側脚部１ｂとの間に間隔を有している。従って、上側脚部１ａと下側脚部１ｂが所定量以上に揺動しようとすると、下側脚部１ｂが大変位規制部材１８に当接することでその揺動を制限する。
【００３０】
尚、図１では、下側脚部１ｂに水平支持面２を備え、上側脚部１ａに湾曲部材３を取り付けた場合について例示したが、上側脚部１ａに水平支持面２を備え、下側脚部１ｂに湾曲部材３を備えるように上下を反転させた構成としてもよい。
【００３１】
更に、図１では、支持脚１の途中に、左右方向へ揺動が可能な１段の免震装置５０を備えた場合について例示したが、前記免震装置５０を備えると共に、該免震装置５０と揺動方向が９０゜異なる、即ち前後方向に揺動する免震装置を備えて２段としてもよい。
【００３２】
又、図１に示す前記免震装置５０を備えた上側脚部１ａと下側脚部１ｂを一点鎖線の位置で切り取った形状を有する免震ユニットＵを構成することができる。
【００３３】
上記実施例では次のように作動する。
【００３４】
図示しない構造物から支持脚１の上側脚部１ａに作用した重力荷重は、湾曲部材３を介して下側脚部１ｂの水平支持面２に伝えられて支持される。
【００３５】
小規模若しくは中規模の地震が発生した場合、又は構造物に強風が作用した場合等において図２（ａ）に示す支持脚１に左右方向へ設定値以下の加速度の揺れの荷重が作用した際には、前記水平支持面２と前記湾曲部材３の湾曲突出面４との間の楔状隙間８にストッパ部材としての楔部材９が嵌合し、且つ、案内駒１１と押圧ばね１２によって楔部材９は楔状隙間８に押し込まれた状態に保持され、更に、湾曲部材３は締結手段１７によって下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）に締結されている。従って、前記上側脚部１ａと前記下側脚部１ｂは上下一直線の状態に保持される。そして、上記したような設定値以下の加速度の荷重は、構造物が変形することによって吸収される。
【００３６】
一方、大規模地震の発生により構造物に設定値以上の大きな加速度の揺れの荷重が作用した際には、図２（ｂ）に示すように、矢印Ａ方向への振動によって下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）は左側へ傾くように揺れる。このとき、湾曲部材３の湾曲突出面４は水平支持面２上を右側へ移動するようになるため、湾曲部材３による圧力によって右側の楔部材９が押圧ばね１２の力に抗して右側外方へ退去移動させられ、これによってトリガ装置１４のトリガは解除される。トリガ装置１４のトリガが解除されても、押圧ばね１２で押された前記楔部材９は湾曲部材３の移動に対して抵抗し、前記押圧ばね１２とその変位量の関係から構造物の固有周期が変更されることになって免震機能が発揮される。上記の状態から矢印Ａ方向とは反対方向への振動により下側脚部１ｂが鉛直に戻るように揺れる際には、右側の楔部材９は押圧ばね１２の押圧力によって右側の楔状隙間８内に押し込まれるようになる。又、矢印Ａ方向とは反対方向への振動により下側脚部１ｂが左側へ傾くように揺れる際には、前記右側へ傾いた場合と同様に揺れが低減される。
【００３７】
又、非常に大きな揺れの荷重が構造物に作用した場合には、前記湾曲部材３の左右上部に固定した大変位規制部材１８の下端が、下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）に当接することにより、下側脚部１ｂが上側脚部１ａに対して大きな角度で揺れることは防止される。
【００３８】
尚、前記湾曲部材３と下側脚部１ｂは締結手段１７によって締結しているので、地震発生時に揺動支持機構７を介して上側脚部１ａと下側脚部１ｂが折れ曲がるように作動しても、上側脚部１ａと下側脚部１ｂが切り離されることは防止される。
【００３９】
図３は図１に示した締結手段１７の他の実施例を示したもので、図３の締結手段１７は、前記湾曲部材３と下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）の左右中間位置に、皿ばね１９を締結ボルト２０で締結した構成を有しており、図３（ｂ）では前後方向に複数の締結手段１７を備えた場合を示している。図３に示した皿ばね１９と締結ボルト２０からなる締結手段１７においても、下側脚部１ｂと上側脚部１ａが左右方向に傾くことができるように湾曲部材３と下側脚部１ｂとを締結することができる。
【００４０】
図４は図１に示したトリガ装置１４の他の実施例を示したもので、図４のトリガ装置１４は、前記水平支持面２における左右側端部近傍に、所要の深さの例えば円形の孔２１が形成してあり、該孔２１には、ストッパ部材としての当接部材２２が楔状隙間８に突出するよう固定された円板状の支持板２３の周面が嵌合しており、該支持板２３と前記孔２１の底部との間には押付手段１３としての押圧ばね２４が装入されている。構造物に作用する加速度によって前記トリガ装置１４のトリガが解除される設定値は、湾曲部材３の湾曲突出面４によって当接部材２２が押し込められる際に抵抗する押圧ばね２４の弾撥力によって設定される。
【００４１】
図４の実施例では、小規模若しくは中規模の地震が発生した場合、又は構造物に強風が作用した場合等において図４（ａ）に示す支持脚１に左右方向へ設定値以下の加速度の荷重が作用した際には、前記湾曲部材３の湾曲突出面４の左右側部が、押付手段１３としての押圧ばね２４により上方へ押圧されたストッパ部材としての当接部材２２によって押されているので、前記上側脚部１ａと前記下側脚部１ｂは上下一直線の状態に保持される。そして、上記したような設定値以下の荷重は、構造物が変形することによって吸収される。
【００４２】
一方、大規模地震が発生して構造物に設定値よりも大きな加速度の荷重が作用した際には、図４（ｂ）に示すように、矢印Ａ方向への振動によって下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）が左側へ傾くように揺れる。このとき、湾曲部材３の左側の湾曲突出面４と水平支持面２の間隔が狭まることにより当接部材２２は大きな力で押され、ストッパ部材としての当接部材２２が押圧ばね２４の力に抗して下方へ押し込まれることにより、トリガ装置１４のトリガは解除される。トリガ装置１４のトリガが解除されても、湾曲部材３の左側の湾曲突出面４と水平支持面２の間隔が狭まることに対して前記押圧ばね２４で押された当接部材２２が抵抗し、前記押圧ばね１２とその変位量の関係から構造物の固有周期が変更されることになって免震機能が発揮される。
【００４３】
尚、前記支持脚１の途中に備える免震装置５０は、図１に示したような左右方向への揺動が可能な１段の免震装置５０を備えると共に、該免震装置５０と揺動方向が９０゜異なる、即ち前後方向に揺動する免震装置を備えて２段としてもよい。このように２段の免震装置を備えることにより、固定クレーン、ボイラ鉄骨、倉庫、エレベータ等の構造物において地震による水平全方向に対する揺れを低減することができる。
【００４４】
又、図１に示す前記免震装置５０を備えた上側脚部１ａと下側脚部１ｂを一点鎖線の位置で切り取った形状を有する免震ユニットＵを構成することができる。この場合には、既存の構造物の支持脚の途中を所定の長さで切り取り、該切り取った部分に、前記免震ユニットＵを設置することにより、既存の構造物に免震装置５０を容易に適用して、免震機能を備えた構造物とすることができる。
【００４５】
図５は、前記免震装置５０を走行クレーン２５に適用した実施例を示す。走行クレーン２５は、脚架台２６の四隅部の下側に備えた支持脚１がレール２７を跨ぐように門型を有しており、前記支持脚１の下部に備えた走行装置２８の車輪２９が前記レール２７上を走行するようになっている。このような走行クレーン２５において地震が発生した場合、走行クレーン２５の走行方向と平行な方向の振動に対しては走行装置２８がレール２７上を移動するため、クレーン本体に大きな応力が作用することは防止される。
【００４６】
一方、走行クレーン２５の走行方向と直角方向の荷重は、外力としてクレーン本体に作用することになるが、図１の免震装置５０の免震方向である左右方向が、走行クレーン２５の走行方向に対して直角方向である左右方向に沿うように、免震装置５０を支持脚１に設置する。
【００４７】
従って、図５の走行クレーン２５において大規模地震が発生して走行クレーン２５の左右方向に設定値以上の荷重が作用しても揺れを低減することができ、従って、車輪２９がレール２７上から浮き上がった後、浮き上がった車輪２９がレール２７上に戻らずに外部へ着地する脱輪が発生するのを防止することができる。
【００４８】
上記した如く、本発明の免震装置５０によれば、大規模地震の発生によって設定値以上の加速度の荷重が作用した場合には、揺動支持機構７を介して上側脚部１ａと下側脚部１ｂが折れ曲がることにより構造物に大きな応力が発生する問題を防止することができ、しかも簡単且つ安価な構成によって構造物が揺れる問題を低減できる。
【００４９】
ストッパ部材として、トリガ装置１４によって前記楔状隙間８に押込み保持される楔部材９を設けた場合には、楔状隙間８から楔部材９が押し出される際に大きな摩擦力が生じるため、上側脚部１ａと下側脚部１ｂが傾くときに生じる大きな力に耐えてトリガ装置１４のトリガが解除される力を大きな値に設定できる。
【００５０】
ストッパ部材として、トリガ装置１４によって前記楔状隙間８の湾曲突出面４に押付け保持される当接部材２２を設けた場合には、押圧ばね２４（押付手段１３）の強度を選定することにより、トリガ装置１４のトリガが解除される力を容易に設定できる。
【００５１】
更に、前記上側脚部１ａの端部１ａ'と下側脚部１ｂの端部１ｂ'との間に、上側脚部１ａと下側脚部１ｂの左右方向への揺動を制限する大変位規制部材１８を備えたので、非常に大きな荷重が作用した場合にも、湾曲部材３の上部に固定した大変位規制部材１８の下端が、下側脚部１ｂの端部１ｂ'（上端）に当接することで、下側脚部１ｂが上側脚部１ａに対して大きな角度で揺れることを防止できる。
【００５２】
尚、本発明の免震装置及び免震装置を備えたクレーンは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、湾曲部材の湾曲突出面の曲率は、免震する振動の目標とする周期に応じて選定し得ること、トリガ装置は図示例以外の形状・構成を有したものとしてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１  支持脚
１ａ  上側脚部
１ａ'  端部（下端）
１ｂ  下側脚部
１ｂ'  端部（上端）
２  水平支持面
３  湾曲部材
４  湾曲突出面
７  揺動支持機構
８  楔状隙間
９  楔部材（ストッパ部材）
１３  押付手段
１４  トリガ装置
１７  締結手段
１８  大変位規制部材
２２  当接部材（ストッパ部材）
２４  押圧ばね（押付手段）
２５  走行クレーン（構造物）
５０  免震装置
【図１】
2014152013.tif 000003
【図２】
2014152013.tif 000004
【図３】
2014152013.tif 000005
【図４】
2014152013.tif 000006
【図５】
2014152013.tif 000007