(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防振架台上に設置される負荷の両側に配置され、該負荷の側面をそれぞれ支持するローリング防止機構であって、
床面または防振架台の下部架台に立設され、負荷方向に弾発力を持って揺動する支持柱と、
縦方向にて負荷の側面上を接触しながら移動するように支持柱の先端部分に取り付けられた接触支持体と、
前記負荷の両側に配置された前記接触支持体の間に設けられた弾性引張部材とで構成されたことを特徴とするローリング防止機構。
【請求項２】
床面に設置される下部架台と、
負荷が設置される上部架台と、
上部架台と下部架台との間に設置され、上部架台を支持する防振具と、
防振架台上に設置された負荷の両側に配置され、床面または防振架台の下部架台に立設され、負荷方向に弾発力を持って揺動する支持柱と、
縦方向にて負荷の側面上を接触しながら移動するように支持柱の先端部分に取り付けられた接触支持体と、
前記負荷の両側に配置された前記接触支持体の間に設けられた弾性引張部材とで構成されたことを特徴とするローリング防止機構付き防振架台。
【請求項３】
接触支持体が摺接板又は転動体である事を特徴とする請求項１に記載のローリング防止機構。
【請求項４】
接触支持体が摺接板又は転動体である事を特徴とする請求項２に記載のローリング防止機構付き防振架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巨大地震に見舞われても防振架台に載置された負荷の許容範囲を超える揺れや転倒を効果的に防止できるローリング防止機構及び同機構付き防振架台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からビルの電源装置や工場に設置された機械設備の防振装置として、これら装置から発生する振動或いはこれら装置に設置面から伝達する振動を遮断する装置として防振架台が広く利用されている。
【０００３】
この防振架台は床に設置される下部架台と、負荷である装置を載置する上部架台と、両者の間に複数カ所設置され、上部架台を支えるコイルばねを主構成要素とする防振具と、上・下部架台の間で水平方向及び垂直方向に相対移動が生じた場合にこれを一定範囲に抑制するストッパ機構とで構成されている。これにより装置から発生した通常の振動或いは前述のように逆方向の振動（床側からの振動）に対しては、防振具のコイルばねの働きにより上部架台と下部架台との間の振動の伝達を効果的に抑制することができる。
【０００４】
仮に、前述のように逆方向の揺れとして、台風のような風の圧力や小規模の地震による揺れに見舞われ、通常の振幅を超えるような揺れを受けたとしても、ストッパ部材と耐震枠とで構成されたストッパ機構によって上・下架台間の水平方向或いは垂直方向の相対移動が一定範囲で規制されて上部架台が許容値を越えて大きく揺れて傾いたり、甚だしくは装置もろとも上部架台が倒れるということがないように規制しようとしている。
【０００５】
その場合、ストッパ部材に耐震枠が衝突したときに大きな衝撃が加わり、負荷である装置に大きなダメージを与える虞があるため、ストッパ部材を中心とし、隙間を設けて耐震枠の上下に一対の耐震用弾性円板部材を配設し、これによって負荷の起動・停止時は勿論、風圧や小規模地震によって負荷が大きく揺れ、ストッパ部材に取り付けた耐震用弾性部材が耐震枠に弾接して働いたとしても防振部材の除振効果を大きく損なわないようにしたものが提案された（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２０８５４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、この発明では上部架台が揺れて傾いた時、前記隙間の存在によって耐震枠に耐震用弾性部材が弾接するまでの間は耐震用弾性部材が前記隙間を空走し、耐震用弾性部材が耐震枠に接触する際には弾性部材であるものの衝撃的に耐震枠に衝突することになる。この衝撃は通常の風圧や振動、揺れの場合では問題にならないが、巨大地震のような場合には巨大な衝撃となり、ストッパ機構を破損するだけでなく、上部架台が装置もろとも転倒してしまう。また、この発明のストッパ部材は垂直方向の振動やローリングしているような耐震用弾性部材を圧縮する方向の揺れに対してはある程度有効なものの、水平方向の揺れに対しては効果が少ない。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、水平方向及び垂直方向の３次元的揺れを伴う巨大地震に対して、上部架台が装置共々大きくローリングして傾き、装置を破損するというようなことがないローリング防止機構及び同機構付き防振架台を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、防振架台(A)上に設置される負荷(W)の両側に配置され、該負荷(W)の側面をそれぞれ支持するローリング防止機構(B)であって、
床面(50)または防振架台(A)の下部架台(1)に立設され、負荷方向に弾発力を持って揺動する支持柱(20)と、
縦方向にて負荷(W)の側面上を接触しながら移動するように支持柱(20)の先端部分に取り付けられた接触支持体(25)と、
負荷(W)の両側に配置された接触支持体(25)の間に設けられた弾性引張部材(26)とで構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のローリング防止機構(B)が付加された防振架台(A)で、
床面(50)に設置される下部架台(1)と、
負荷(W)が設置される上部架台(10)と、
上部架台(10)と下部架台(1)との間に設置され、上部架台(10)を支持する防振具(30)と、
防振架台(A)上に設置された負荷(W)の両側に配置され、床面(50)または防振架台(A)の下部架台(1)に立設され、負荷方向に弾発力を持って揺動する支持柱(20)と、
縦方向にて負荷(W)の側面上を接触しながら移動するように支持柱(20)の先端部分に取り付けられた接触支持体(25)と、
負荷(W)の両側に配置された接触支持体(25)の間に設けられた弾性引張部材(26)とで構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１を更に限定したもので、接触支持体(25)が摺接板又は転動体である事を特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２を更に限定したもので、接触支持体(25)が摺接板又は転動体である事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
負荷方向に弾発力を持って揺動する支持柱(20)の先端部分に接触支持体(25)が取り付けられ、該接触支持体(25)が負荷(W)の側面に摺接或いは転動するように取り付けられているので、巨大な三次元的揺れが防振架台(A)に入力して上部架台(10)と下部架台(1)との間で大きな三次元的相対的ずれが生じようとしたときに、従来のように耐震用弾性部材にストッパ部材が衝撃的に衝突することがなく、三次元的相対的ずれ発生の最初から接触支持体(25)を介して支持柱(20)を大きく撓ませて振動エネルギーの一部を熱に変換する。その結果、防振具(30)の撓み量は支持柱(20)の撓み量に制限されて揺れが大幅に抑制され、ローリングして大きく傾くようなことがない。その結果、上部架台(10)に載置されている載置負荷(W)自体の損傷を免れるだけでなく、外部装置との接続のための部材、例えば、端子(T)に接続されている外部配線が断裂するというようなこともない。
【００１４】
更に、接触支持体(25)同士を弾性引張部材(26)で繋いでおけば、負荷(W)の両側の接触支持体(25)は巨大な三次元的揺れが防振架台(A)に入力した時、弾性引張部材(26)の働きで両側の接触支持体(25)が常時負荷(W)の側面に接触且つ転動しながら揺れることになり、負荷(W)の側面上で接触支持体(25)が躍るようなことはない。その結果、負荷(W)のローリングを有効に抑制することが出来る。接触支持体(25)が転動体である場合、負荷(W)の側面上の移動がスムーズで、ローリング抑制効果をより高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のローリング防止機構が装備された防振架台に負荷を載置した状態の正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の防振架台の斜視図である。
【図４】本発明のローリング防止機構の背面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】図５の拡大断面図である。
【図７】本発明の他のローリング防止機構の先端部分の側面図である
【図８】本発明のストッパ機構の部分拡大一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に従って説明する。第１実施例は図１、２の実線で示すように、負荷(W)の両側にローリング防止機構(B)を配置して負荷(W)のローリングを抑制するものであり、第２実施例は仮想線で示すように、弾性引張部材(26)で両接触支持体(25)を引っ張って常時負荷(W)の側面に該接触支持体(25)が接触するようにしたものである。以下、第１実施例を説明する。
【００１７】
防振架台(A)は下部架台(1)、上部架台(10)、防振具(30)、及び必要に応じて設けられるストッパ機構(D)で構成され、さらにローリング防止機構(B)がその両側設けられている。第１実施例では、ローリング防止機構(B)が下部架台(1)から独立して床面(50)に固定されている場合と、下部架台(1)に取り付けられている場合とがあるが、ここでは前者の場合を説明する。
【００１８】
下部架台(1)は、四隅に配置されたコーナー部材(2)、コーナー部材(2)の対向面間に溶接された長短２本づつの下フレーム(3)(4)とで矩形に構成されている。コーナー部材(2)は、Ｌ形の側片(2a)、その上下に溶接された下片(2b)、上片(2c)とで構成されており、下片(2b)にアンカーボルト孔(2d)が穿設されている。そして上片(2c)にはストッパ機構(D)のストッパボルト(41)の下端部がナット掛けにて取り付けられている。
【００１９】
上部架台(10)は、下部架台(1)と同様、長短２本づつの上フレーム(13)(14)を矩形に組み合わせ、短い方の上フレーム(14)の下縁外側にストッパ取付板(12)が一体的に溶接されており、該上フレーム(14)とストッパ取付板(12)との端部の入隅に補強プレート(12a)が溶接されている。そして、長い方の上フレーム(13)間に取付フレーム(15)が２本懸け渡されており、取付孔(16)が形成されている。更に、上部架台(10)の内側にはコンクリート(17)が充填されている。
【００２０】
防振具(30)は、周知の構造のもので、基台(31)と、基台(31)上に取り付けられた中空で下面開口、上端面閉塞状且つ周面多段の蛇腹が形成された蛇腹部材(32)と、蛇腹部材(32)内に設けられたコイルばね(33)とで構成されており、基台(31)の底面に設けられたスライド溝(34)によって下フレーム(3)(4)上を移動させて任意の場所に設置することができ、上部架台(10)は蛇腹部材(32)のコイルばね(33)によって支持されている。防振具(30)は下フレーム(3)(4)上で複数個所に設置されている。
【００２１】
ローリング防止機構(B)の第１実施例は、図４，５の実線で示すように、支持柱(20)と接触支持体(25)とで構成され、支持柱(20)は、床面(50)に固定されるベース(21)、ベース(21)上に立設された柱部材(22)、柱部材(22)の先端部分に取り付けられた支持体取付部(23)とで構成されている。
【００２２】
柱部材(22)はベース(21)に垂直に取り付けられた基部(22a)と、基部(22a)の先端から負荷(W)方向にく字状に屈曲され、負荷(W)方向に弾発力を持って揺動する板ばねで形成された板ばね部(22b)とで構成されている。図では簡略化のため、基部(22a)と板ばね部(22b)とが一体的に記載されているが、両者を別体とし、図示していないボルト・ナットのような締結具で一体化されている。勿論、基部(22a)と板ばね部(22b)とを一体的な板ばねで形成し、基部(22a)から揺れるようにしてもよい。
【００２３】
支持体取付部(23)は板ばね部(22b)に取り付けられている本体部分(23a)と、本体部分(23a)の両端から負荷(W)方向に伸びたアーム部(23b)、アーム部(23b)間に水平に取り付けられた円柱状の転動軸(23c)とで構成されている。
【００２４】
接触支持体(25)は、この場合は円筒状のローラであるが、図示しないが、支持体取付部を椀状に形成し、球体状の接触支持体(25)を嵌め込むようにしてもよい。接触支持体(25)がローラの場合、転動軸(23c)の周りを回転するように取り付けられている。接触支持体(25)、特にローラの場合、その材質はゴム状の弾性素材或いは低反発ゴムのようなもの、金属、樹脂など適宜なものが使用されるが、ゴムやその一種で反発力の殆んどない低反発ゴムのようなものが振動吸収の意味から好ましい。また、接触支持体(25)全体を前述のように弾性素材その他前記素材で構成しても良いし、接触外層(25a)と内層(25b)とで構成し、いずれか一方に対して他方を硬くするようにしてもよい。図示しないが、接触支持体(25)の表面に弾性突起を設けるようにしてもよい。この場合、弾性突起を低反発ゴムで構成しておくことが望ましい。勿論、弾性突起を硬質素材で形成し、内層をこれより軟らかい低反発ゴムで結成してもよい。いずれにせよ、接触外層(25a)と内層(25b)の硬度を変えるようにしてもよい。なお、内層(25b)は１層でなく、複数層で形成し、それぞれの硬度を変えるようにしておくことが振動エネルギーの吸収の点で好ましい。以上の場合が接触支持体(25)が転動体の場合であるが、図７に示すように接触支持体(25)を湾曲した板状のもので形成してもよい。この場合は摺接することになる。
【００２５】
ストッパ機構(D)は、必要に応じて設けられ、本実施例の場合、ストッパボルト(41)、ゴム座金(42)、減震ワッシャ(43)、座金(44)及びナット(45)で構成されている。ストッパボルト(41)の下部がコーナー部材(2)の上片(2c)のボルト孔に挿通され、その上下から座金(44)を介してナット止めされている。ストッパボルト(41)の上部は、ストッパ取付板(12)の両端に穿設されたストッパ孔(12b)に取り付けられたゴム座金(42)の貫通孔に挿通され、ストッパ孔(12b)の上方に上方への振れを制限するナット(45)が固定されている。そして、ゴム座金(42)の下面とコーナー部材(2)の上片(2c)上のナット(45)との間に、ゴム座金(42)の下面及び前記ナット(45)に非接触にてストッパボルト(41)に減震ワッシャ(43)が螺着されている。勿論、本発明ではローリング防止機構(B)が設けられていているので、ストッパ機構(D)は必ずしも必要ではない。
【００２６】
本発明にかかる防振架台(A)は、コーナー部材(2)のアンカーボルト孔(2d)を利用して床面(50)に植設されたアンカーボルト(51)にて床面(50)に固定され、防振架台(A)の両側にローリング防止機構(B)が同様に床面(50)に固定され、ローリング防止機構(B)のローラ(25)は負荷(W)の側面に軽く接触するように配置される。
【００２７】
上部架台(10)は防振具(30)に載置支持され、上部架台(10)の取付プレート(15)の取付孔(16)を利用して上部架台(10)上に載置された負荷(W)が固定される。負荷(W)が変圧器のような電気設備の場合、上面の端子(T)に図示しない外部配線が接続される。
【００２８】
このような設置状態のもとで、巨大地震に襲われると、床面(50)が三次元的に大きく揺れ、その影響で床面(50)に固定されている下部架台(1)と、防振具(30)に支えられ、重い負荷(W)が取り付けられている上部架台(10)との間で三次元的な相対変位が発生しようとする。その結果、負荷(W)が前述の変圧器のような電気設備の場合、従来の場合ではこれが大きく揺さぶられて転倒こそしないものの、上面の端子(T)に接続された外部配線が引きちぎられるなど大きなダメージが発生するが、本発明では、負荷(W)の両側面において、ローリング防止機構(B)の接触支持体(25)が最初から前述のように負荷(W)の両側面に接しているので、衝撃的衝突を生ずることなく、負荷(W)の側面によって接触支持体(25)が圧迫され、柱部材(22)の板ばね部(22b)が撓む。そして、その撓み量の漸増に連れて消費エネルギー量が増大するので、効率的に大きな相対変位、即ち大きなローリングの発生を抑制することができる。換言すれば、負荷(W)共々三次元的相対変位を生ずる上部架台(10)の移動量は、基本的には板ばね部(22b)の撓み量に制限される。そしてこのとき負荷(W)の側面に接触しているのは、接触支持体(25)なので、これが弾性素材や低反発ゴムで形成されている場合には、防振具(30)の防振性能を大きく損なわない。
【００２９】
また、仮に板ばね部(22b)の撓み量がストッパ機構(D)の変異許容量を超えた場合には、ストッパボルト(41)がゴム座金(42)に衝突してストッパ機構(D)のストッパ機能が作用し、下部架台(1)に対する上部架台(10)の大幅な三次元的相対変位が抑制されて負荷(W)の揺れを小さなものに抑える。この場合、前述の板ばね部(22b)の撓み（ローラ(25)が弾性素材や低反発ゴムで形成されている場合にはこれも三次元的相対変位の抑制に貢献する。）によって振動エネルギーは熱に変換されており、その分だけストッパ機構(D)に発生する衝撃エネルギーは減殺され、衝撃が緩和される。
【００３０】
また、減震ワッシャ(43)が設けられている場合、減震ワッシャ(43)が上部のゴム座金(42)やストッパ取付板(12)、下部のナット(45)や上片(2c)に接触して破損し、この破損より衝撃エネルギーがさらに減殺され、ローリング防止機構(B)との協働により激しい揺れ（ローリング）を防ぐ。特に、負荷(W)が前述のような変圧器の場合、変圧器の端子(T)と外部装置のコードとの接続にダメージを生じさせることがない。
【００３１】
上記の場合は防振架台(A)に独立してローリング防止機構(B)を設置する場合を示したが、仮想線で示すように防振架台(A)の下部架台(1)の長尺側下フレーム(3)の外側面から延出板部(1e)を延ばし、延出板部(1e)にローリング防止機構(B)を固定するようにしてもよい。その場合、図示しないが負荷(W)に対してローラ(25)が丁度接触するようにベース(21)を負荷(W)に対して近接離間させて適切な位置に固定できるようになっている。
【００３２】
また、図１の仮想線で示すように、負荷(W)の側面に複数個のローリング防止機構(B)を配置するようにしてもよい。このようにすることで、負荷(W)がうねるように揺れた時のローリング抑制に好適である。
【００３３】
次に、弾性引張部材(26)を利用する第２実施例を説明する。図中、仮想線で示されている部分が第２実施例で、ローリング防止機構(B)のローラ軸(23c)の両端からバネ取付軸(23d)を伸ばし、負荷(W)の外側にて負荷(W)の両側のバネ取付軸(23d)を弾性引張部材(26)、例えば、引っ張りコイルばね或いはゴムベルトのようなもので接続する。このようにしておけば、負荷(W)が激しく揺れた時に両側のローラ(25)が常時弾性を持って引き合っているために負荷(W)の激しい揺れに躍ることがなく追従し、両ローラ(25)が負荷(W)の側面から離れない。その結果、効率的にローリングを防止することができる。それ以外の点は第１実施例と同じであるので、第１実施例の説明を第２実施例の説明に援用する。
【符号の説明】
【００３４】
(A)防振架台  (B)ローリング防止機構  (W)負荷  (1)下部架台  (10)上部架台
(12)ストッパ取付板  (20)支持柱  (25)ローラ  (25a)接触外層  (25b)内層  (30)防振具(50)床面
【図１】
0005907772.tif 000002
【図２】
0005907772.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005907772.tif 000006
【図６】
0005907772.tif 000007
【図７】
0005907772.tif 000008
【図８】
0005907772.tif 000009