(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚手の板金をＬ形に折り曲げて形成され、負荷支持用の支持架台の側方に固定される固定辺および、支持架台の側面に面接するように設けられた架台受け片を有する支持部材と、
前記架台受け片に固定され、支持架台の側面に接して又は隙間を設けて設置された弾性部材と、
前記架台受け片は、弾性部材に揺れが加わり、前記弾性部材の変形だけでは不足の時、前記固定片に対する屈曲部分において復帰可能にて前記弾性部材と共に抵抗を持って背方に移動可能に構成され、
前記支持架台の反対側である、架台受け片の背面側に配置され、揺れを発生した支持架台の側面に前記弾性部材が押圧され、前記弾性部材と共に背方に移動した前記架台受け片に押圧され、抵抗を持って背方に移動するダンパー部材とで構成されていることを特徴とする減震装置。
【請求項２】
弾性部材は、高減衰積層エラストマで構成され、支持架台の側面に対する弾性部材の当接面の接触面積が、支持架台の揺れに合わせて増大するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の減震装置。
【請求項３】
弾性部材は、硬度や粘性が異なるエラストマの積層構造で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の減震装置。
【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、防振架台或いは枠フレームで構成された固定台など支持架台に、載置された負荷に対する支持架台の許容範囲を超える揺れが生じたとしても、載置された負荷の転倒を効果的且つ未然に防止できる後付けの減震装置に関する。
【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は、枠フレームで構成された固定台に直接載置されたり、これら設備から発生する振動、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ために防振架台に載置されるという事が広く行われている。
【０００３】
防振架台を利用する場合、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、両者の間に複数力所設置され、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、上部架台と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地震などによる逆方向からの振動（床側からの振動）に対しては、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遮断或いは抑制することができる。
【０００４】
そして、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、ストッパ部材とその可動範囲を規制する耐震枠とで構成されたストッパ機構によって上部架台間と下部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ている。
【０００５】
ところが、ストッパ部材の強度を遥かに超えるような巨大地震に襲われ、その巨大な衝撃荷重によりストッパ部材が破損し、特高トランスや非常用発電機などの大型設備機器が防振架台から転落して本来の機能を喪失するという事態が発生した（特許文献１）。なお、防振架台を使用せず、アンカーで床面に設置された固定台の上に重量設備を直接、設置する場合もあるが、この場合でも揺れによって重量設備が激しいローリングによって傾き、アンカーが破断したり引き抜かれたりして倒壊するということもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１６３５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような事故の原因は、防振架台のストッパ部材の強度不足が原因であるが、ストッパ部材は防振架台に組み込まれているため、強度を補強するためには架台ごと取り換える必要があり大規模な工事が必要となる。このような大規模な工事では、多大なコストと工事期間中に地震に見舞われるというようなリスクがあり、現時点では既に組み込まれている防振架台をそのまま利用し、後付けでストッパ部材の強度不足を解消することが望まれている。また、防振架台を使用せず、重量設備を直接、固定台の上に設置する場合もアンカーの補強などは不可能であり、後付けの補強が望まれている。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、後付けで効果的な補強用の減震装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の減震装置Ｂは、
厚手の板金をＬ形に折り曲げて形成され、負荷Ｗ支持用の支持架台Ａの側方に固定される固定辺１０ｂおよび支持架台Ａの側面に面接するように設けられた架台受け片１０ａを有する支持部材１０と、
前記架台受け片１０ａに固定され、支持架台Ａの側面に接して又は隙間Ｓを設けて設置された弾性部材１２と、
前記架台受け片１０ａは、弾性部材１２に揺れが加わり、弾性部材１２の変形だけでは不足の時、固定片１０ｂに対する屈曲部分において復帰可能にて弾性部材１２と共に抵抗を持って背方に移動可能に構成され、
支持架台Ａの反対側である、架台受け片１０ａの背面側に配置され、揺れを発生した支持架台Ａの側面に弾性部材１２が押圧され、弾性部材１２と共に背方に移動した架台受け片１０ａに押圧され、抵抗を持って背方に移動するダンパー部材２０とで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の減震装置Ｂの弾性部材１２は、高減衰積層エラストマで構成され、支持架台Ａの側面に対する弾性部材１２の当接面１３の接触面積が、支持架台Ａの揺れに合わせて増大するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の減震装置Ｂの高減衰積層エラストマで構成された弾性部材１２は、硬度や粘性が異なるエラストマ１２ａ〜１２ｃの積層構造で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このように後付けの減震装置Ｂが設置された支持架台Ａに対して、減震装置Ｂの弾性部材１２の弾性変形の範囲を超えるような大きい揺れが入力した場合、揺れを発生した支持架台Ａにて弾性部材１２が変形した状態で、更に架台受け片１０ａが例えば大きく撓んで背方に移動し、架台受け片１０ａの背方に設けられたダンパー部材２０を後方に押し出すことになる。この間に揺れのエネルギーが熱に変換されて大きく減衰し、これに依り揺れが抑制される。この場合、ダンパー部材２０は架台受け片１０ａの背面に接して配置されている場合（図５）と、僅かな隙間（図示せず）を設けて配置されている場合とがある。前者は架台受け片１０ａが後方に移動すれば直ちに架台受け片１０ａと共に背方に移動することになるが、後者の場合は隙間の分だけ架台受け片１０ａの前後の移動分だけ余裕がある。
【００１３】
揺れが更に大きい場合には、架台受け片１０ａと共にダンパー部材２０も背方に大きく押しやられるが、ダンパー部材２０は抵抗を持って共に移動することになるので、ダンパー部材２０が破損しない限り、支持架台Ａの倒壊は避けられる。この減震装置Ｂは後付けであるから、いつでも必要な数だけ必要な場所に増設することができる。
【００１４】
また、高減衰積層エラストマ１２ａ〜１２ｃで構成された弾性部材１２の、上部架台２に対する当接面１３に接触面積が、上部架台２に揺れに合わせて増大するようになっているので、揺れに合わせて弾性部材１２の減衰力を増減させることができ、ある程度の地震に対しては弾性部材１２で対処することができる。
【００１５】
加えて高減衰積層で構成された弾性部材１２は、硬度や粘性が異なるエラストマ１２ａ〜１２ｃの積層構造であるから、積層の方法によって減衰性能を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の減震装置の設置状況の第１実施例の正面図である。
【図２】本発明の減震装置の設置状況の第２実施例の正面図である。
【図３】図１のストッパ機構の部分拡大断面図である。
【図４】図１の斜視図である。
【図５】本発明の減震装置の正面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５の背面図である。
【図８】高減衰積層エラストマで構成された弾性部材の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に従って説明する。本発明の減震装置Ｂが設置される支持架台Ａには図１、３〜７に示す防振架台と図２に示す負荷Ｗを載置するための台などがあるが、本発明では、防振架台をその代表例（第１実施例）とし、符号Ａを付して説明する。本発明の減震装置Ｂは、防振架台Ａの周囲の適所に後付けで配置して防振架台Ａの上部架台２の揺れを抑制するものである。防振架台Ａは下部架台１、上部架台２、防振具３、及びストッパ機構Ｄで構成されている。下部架台１は床面５０に固定されている。
【００１８】
上部架台２と下部架台１の外枠は、通常、長短２本ずつの鋼材を矩形に溶接したもので、下部架台１の四隅にコーナー部材４が配置されている。下部架台１のコーナー部材４は、正面視コ字形で２つの外側面が開放している部材で、下片４ａにアンカーボルト孔４ｂが穿設されている。そして上片４ｃ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（図３）。
【００１９】
上部架台２の短辺部材２ａのコーナー部分にストッパ孔２ｂが穿設されており、ストッパ孔２ｂに段付きゴム座金４２が嵌め込まれている。なお、上部架台２には取付フレーム２ｄが短辺部材２ａに平行に２本懸け渡されており、取付孔２ｅが形成されている。更に、上部架台２の内側にはコンクリート２ｆが充填されている。
【００２０】
防振具３は、周知の構造のもので、基台３ａと、基台３ａ上に取り付けられ、中空で下面開口、上端面閉塞状、且つ周面が多段の蛇腹が形成され、上部架台２を直接支える樹脂製の蛇腹部材３ｂと、蛇腹部材３ｂ内に設けられたコイルばね３ｃとで構成されており、基台３ａの底面に設けられたスライド溝３ｄによって下部架台１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２はコイルばね３ｃによって支持されている。防振具３は上部架台２と下部架台１間で複数個所に設置されている。
【００２１】
ストッパ機構Ｄは、ストッパボルト４１、段付きゴム座金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４の上片４ｃ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、短辺部材２ａの両端に穿設されたストッパ孔２ｂに取り付けられた段付きゴム座金４２の貫通孔に挿通され、ストッパ孔２ｂ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、段付きゴム座金４２の下面とコーナー部材４の上片４ｃ上のナット４５との間に、段付きゴム座金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。
【００２２】
本発明にかかる防振架台Ａは、コーナー部材４のアンカーボルト孔４ｂ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に固定されている。そして、防振架台Ａの周囲に減震装置Ｂが同様に床面５０或いは下部架台１に溶接接合などによって増設された増設架台１ａ上に固定される。勿論、スペースがある場合には増設架台１ａを設けず、直接、下部架台１に設置してもよいし、同様に増設架台１ａを設けずに、床面５０にアンカーボルト５１を植設し、減震装置Ｂも取り付けてもよい（図示せず）。本発明は後付けの減震装置Ｂであるから増設架台１ａを下部架台１の側面の必要個所に溶接接合にて増設するものとする。
【００２３】
減震装置Ｂの実施例は、図５〜７に示すように、支持部材１０、弾性部材１２及びダンパー部材２０とで構成されている。支持部材１０は、例えば、厚手の板金をＬ形に折り曲げた形状のもので、増設架台１ａ上に固定される固定片１０ｂと弾性部材１２を装着するための架台受け片１０ａとで構成される。固定片１０ｂに対して架台受け片１０ａの内隅角度θは、９０°に近い鋭角である。架台受け片１０ａにある程度の力を加えると固定片１０ｂに対する屈曲部分で弾性変形を生ずる。
【００２４】
弾性部材１２は、例えば、厚手の高減衰積層エラストマが用いられる。勿論、高減衰積層エラストマに限られるものではなく、ブチルゴム、シリコンゴムその他各種ゴム、ゴムやその一種で反発力の殆んどない低反発ゴムが使用できる。本実施例の弾性部材１２は厚手の長方形で、当接面１３の下部が前記内隅角度θと等しい角度で切落されている。この部分は設置状態で上部架台２の側面に平行な面で、この部分を第１当接面１３ａとする。そして、第１当接面１３ａより上の部分を第２当接面１３ｂとする。第２当接面１３ｂは角度θで上部架台２の側面に対して上に行くに従って次第に離間する登り傾斜している。これにより、支持架台Ａの側面に対する弾性部材１２の当接面１３の接触面積が、支持架台Ａの揺れに合わせて増大するようになっている。このような作用効果は上記構成だけで生じるものでなく、図示していないが、当接面に突起を形成したり、弾性部材を当接面方向に向かってその直径を次第に漸減させる角錐や円錐など錐形に形成してもよい。
【００２５】
また、弾性部材１２の積層体は全体を同じ硬さの高減衰積層エラストマで形成しても良いが、例えば、接触外層と内層とで構成し、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。また、図８のように、支持部材１０の架台受け片１０ａに基層のエラストマ１２ａが貼り付けられ、第１金属板１２ｆを介して中間層のエラストマ１２ｂが貼り付けられ、第２金属板１２ｇを介して表層のエラストマ１２ｃが積層されている。各層のエラストマ１２ａ〜１２ｃを同じ硬度や粘性のものを使用してもよいが、各層毎に、例えば基層のエラストマ１２ａが最も硬く（或いは柔らかく）、表層のエラストマ１２ｃが最も柔らかく（或いは最も柔らかく）なるように順次硬度変えてもよいし、粘性を変えてもよい。また、揺れのエネルギーを早期に減衰させるために柔らかいエラストマを表層に、これより硬いエラストマを中間層や基層に用いるようにしてもよい。このように硬度や粘性が異なるエラストマの積層構造とすることで、負荷Ｗに合わせて減衰性能を調整できるし、弾性部材１２に対して垂直方向の力だけでなく、剪断方向の力も加わることがあるが、金属板１２ｆ・１２ｇ間のエラストマ１２ａ〜１２ｃが圧縮されながら剪断方向に平行にずれ、剪断方向の力も減衰することになる。また、図示しないが、弾性部材１２の第１当接面１３ａを上部架台２の側面に接触させていてもよいし、図のように僅かな隙間Ｓを設けてもよい。
【００２６】
ダンパー部材２０は、受けプレート２０ａ、ダンパープレート２０ｂ及び補強リブ２０ｃとで構成され、ダンパープレート２０ｂの前端に前述の内隅角度θより９０°に近い角度で立設された受けプレート２０ａが架台受け片１０ａに面して立設されている。そして、受けプレート２０ａの背面にて受けプレート２０ａとダンパープレート２０ｂの間にこれらに直交して補強リブ２０ｃが平行に立設されている。ダンパープレート２０ｂの両側縁には補強リブ２０ｃの外側にてこれに平行に、換言すれば受けプレート２０ａに向かう長孔２０ｄが平行に穿設されている。長孔２０ｄの長さは、地震発生時に加わる下部架台１に対する上部架台２の相対変位に対してストッパ機構Ｄが破損しない範囲が選ばれる。換言すれば、上部架台２が大きく揺れ、ストッパボルト４１に大きな曲げモーメントが加わる前に長孔２０ｄの端に締付ボルト２０ｅが衝突してダンパー部材２０がそれ以上後退しないことを意味する。
【００２７】
支持部材１０の固定片１０ｂは増設架台１ａにボルトで強固に固定されている。一方、ダンパー部材２０の受けプレート２０ａはその先端が支持部材１０の架台受け片１０ａの背面に線接触にて当接（或いは図示していないが若干の隙間を設けて配置）している。そして、ダンパー部材２０のダンパープレート２０ｂはその長孔２０ｄにて支持部材１０の固定片１０ｂに固定されている。この固定は締付ボルト２０ｅにて強固に締め付けられておらず、架台受け片１０ａが背方に押圧されて弾性的に撓んだ時にある程度の抵抗をもって背方に滑り移動する程度に締め付けられている。
【００２８】
しかして、地震が発生すると地震の揺れに合わせて床面５０に設置された下部架台１が上部架台２に対して相対的に移動し、その結果、負荷Ｗと共に上部架台２が地震の振幅に合わせて揺れる。揺れが通常の振幅である場合には、防振具３によってその揺れが遮断される。
【００２９】
揺れが通常より大きい場合には、上部架台２の側面が弾性部材１２の第１当接面１３ａに衝突し、第１当接面１３ａとその周辺部分までを圧縮する。弾性部材１２は高減衰積層エラストマで形成されているので、圧縮されたときに振動エネルギーを熱に変え且つこれ放散して揺れを急速に減衰させる。揺れが大きくなると、弾性部材１２の第１当接面１３ａを超えて第２当接面１３ｂまで変形することになる。第２当接面１３ｂは上部架台２の側面に対して傾斜しているので、揺れに合わせてその変形量が漸増する。これによって地震の大きさに応じて弾性部材１２による減震効果を変化させることができる。
【００３０】
揺れが大きくて弾性部材１２の変形だけでは不足の場合、架台受け片１０ａの屈曲基部が背方に撓む。この弾性撓みにより架台受け片１０ａの背面に当接して配置されていたダンパー部材２０の受けプレート２０ａが締付ボルト２０ｅの締め付け力による抵抗を示しながら揺れ輻だけ後退する。この時、地震による揺れ輻が長孔２０ｄの長さを越えたとしても、締付ボルト２０ｅが切断されない限り、その地点でダンパー部材２０は停止し、上部架台２のそれ以上の揺れを阻止する。この時、ストッパ機構Ｄのストッパボルト４１は段付きゴム座金４２の貫通孔の内周面に弾接し、ダンパー部材２０と協働して揺れを減衰させる。そして、前述のように長孔２０ｄの長さはストッパ機構Ｄのストッパボルト４１が破損しない範囲になっているので、防振架台Ａに搭載されている負荷Ｗの転倒は免れる。
【００３１】
なお、図２は支持架台Ａが固定の枠台で形成されている場合で、防振具３の装備はない。それ故、揺れによって防振具３による大きな揺れはないが、前述のように重量負荷Ｗの場合には、アンカーボルト５１の破損による損傷発生も懸念されるため、その周囲に本発明の減震装置Ｂを設置することで実施例１と同様、効果的な転倒を防止できる。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ：支持架台、Ｂ：減震装置、Ｗ：負荷、Ｄ：ストッパ機構、Ｓ：隙間、θ：内隅角度、１：下部架台、１ａ：増設架台、２：上部架台、２ａ：短辺部材、２ｂ：ストッパ孔、２ｄ：取付フレーム、２ｅ：取付孔、２ｆ：コンクリート、３：防振具、３ａ：基台、３ｂ：蛇腹部材、３ｃ：コイルばね、３ｄ：スライド溝、４：コーナー部材、４ａ：下片、４ｂ：アンカーボルト孔、４ｃ：上片、１０：支持部材、１０ａ：架台受け片、１０ｂ：固定片、１２：弾性部材、１２ａ〜１２ｃ：エラストマ、１２ｆ・１２ｇ：金属板、１３：当接面、１３ａ：第１当接面、１３ｂ：第２当接面、２０：ダンパー部材、２０ａ：受けプレート、２０ｂ：ダンパープレート、２０ｃ：補強リブ、２０ｄ：長孔、２０ｅ：締付ボルト、４１：ストッパボルト、４２：段付きゴム座金、４３：減震ワッシャ、４４：座金、４５：ナット、５０：床面、５１：アンカーボルト。
【図１】
0006463137.tif 000002
【図２】
0006463137.tif 000003
【図３】
0006463137.tif 000004
【図４】
0006463137.tif 000005
【図５】
0006463137.tif 000006
【図６】
0006463137.tif 000007
【図７】
0006463137.tif 000008
【図８】
0006463137.tif 000009