(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各層の高さがほぼ一定のラックの短辺方向の前後の各柱に、上下の柱部材を結合し、かつ上側の柱部材の上方への移動を許容しながら地震エネルギーを吸収するための第１のジョイントを設け、
ラックの長辺方向の支柱間にブレスを交差させて配置し、かつ該交差位置に、ブレスを結合すると共に、ブレスの移動を塑性変形により許容しながら地震エネルギーを吸収するための第２のジョイントを設け、
さらに前記第２のジョイントで結合したブレスを、長辺方向に沿って見たラック側面の底辺の両端部と上辺の中央部とを結ぶ線の付近に配設した、制震ラック。
【請求項２】
複数の層からなり、層の高さがラックの下側で大きく、上側で小さいラックの、短辺方向の前後の各柱に、上下の柱部材を結合し、かつ上側の柱部材の上方への移動を許容しながら地震エネルギーを吸収するための第１のジョイントを設け、
ラックの長辺方向の支柱間にブレスを交差させて配置し、かつ該交差位置に、ブレスを結合すると共に、ブレスの移動を塑性変形により許容しながら地震エネルギーを吸収するための第２のジョイントを設け、
さらに前記第２のジョイントで結合したブレスを、長辺方向に沿って見たラック側面の対角線付近に配設した、制震ラック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は自動倉庫などに用いる制震ラックに関する。
【０００２】
【従来技術】
自動倉庫などに用いるラックでは耐震性が要求され、特に高層になればなるほど耐震性が強く要求される。そして必要な耐震性に合わせて、柱等の剛性を高めると、ラックのコストが増すばかりでなく、太い柱のために間口が狭くなることになる。
【０００３】
【発明の課題】
この発明の基本的課題は、短辺方向にも長辺方向にも地震エネルギーを吸収でき、耐震性が高いため軽量化が容易な制震ラックを提供することにある。
この発明での追加の課題は、長辺方向の制震ジョイントやブレスの配置を合理化することにある。
【０００４】
【発明の構成】
この発明の制震ラックは、各層の高さがほぼ一定のラックの短辺方向の前後の各柱に、上下の柱部材を結合し、かつ上側の柱部材の上方への移動を許容しながら地震エネルギーを吸収するための第１のジョイントを設け、ラックの長辺方向の支柱間にブレスを交差させて配置し、かつ該交差位置に、ブレスを結合すると共に、ブレスの移動を塑性変形により許容しながら地震エネルギーを吸収するための第２のジョイントを設け、さらに前記第２のジョイントで結合したブレスを、長辺方向に沿って見たラック側面の底辺の両端部と上辺の中央部とを結ぶ線の付近に配設したものである。制震ラックは例えば自動倉庫のラックに用いる。
【０００５】
この発明はまた、複数の層からなり、層の高さがラックの下側で大きく、上側で小さいラックの、短辺方向の前後の各柱に、上下の柱部材を結合し、かつ上側の柱部材の上方への移動を許容しながら地震エネルギーを吸収するための第１のジョイントを設け、ラックの長辺方向の支柱間にブレスを交差させて配置し、かつ該交差位置に、ブレスを結合すると共に、ブレスの移動を塑性変形により許容しながら地震エネルギーを吸収するための第２のジョイントを設け、さらに前記第２のジョイントで結合したブレスを、長辺方向に沿って見たラック側面の対角線付近に配設した、制震ラックにある。
【０００７】
【発明の作用と効果】
ラックの構造は一般に、高さが大きく、長辺方向の長さが大きく、短辺方向の長さが短いものが多い。短辺方向の長さが短いため、ラックでは一般に短辺方向の剛性が不足する。
この発明では、短辺方向の前後の柱に対して、上下の柱部材を結合する第１のジョイントで、上側の柱部材の上方移動を許容し、かつ上方移動の間に地震エネルギーを吸収する。このようにすると、短辺方向に加わる水平力によって柱に加わる引き抜き力を、柱部材の上方移動で逃がしながら、地震エネルギーを吸収できる。
次に長辺方向では、ブレスを結合する第２のジョイントを用いて、地震エネルギーを吸収する。第２のジョイントはブレスの交差部に設け、塑性変形によりブレスの移動を許容し、この間に地震エネルギーを吸収する。
これらのためこの発明では、剛性が不足しやすい短辺方向に対して、第１のジョイントで上側の柱部材の上方移動を許容して引き抜き力を吸収し、長辺方向には第２のジョイントの塑性変形により地震エネルギーを吸収する。この発明の制震ラックは、地震時に倒壊する恐れが少なく、地震による柱やブレスやラチス等の損傷も少なく、また軽量化や高層化が容易である。
【０００８】
第２のジョイントをリング状に構成してブレスを取り付けると、第２のジョイントはリング状の単純な構造となるので製造が容易になる。またリングの周面にブレスを通して固定できるので、ブレスの取り付けも容易で、ブレスの長さを調整するためのターンバックルも不要になる。さらに第２のジョイントには基本的に方向性が無く、ブレスをはり渡した長方形のエリアの縦横比などによる制約もない。
【０００９】
ラックの長辺方向に加わる地震力の程度は、位置によって異なる。例えば長辺方向に沿って見たラックの側面では、底辺中央部に加わる地震力は他の部分に比べて僅かである。そこでこの発明では、第２のジョイントで結合したブレスを、層の高さがラックの下側で大きく、上側では小さいラックに対しては、長辺方向に沿って見たラック側面の対角線付近に配設する。また各層の高さがほぼ一定のラックに対しては、側面の底辺の両端部と上辺の中央部とを結ぶ線の付近に配設する。これらの線の付近は地震力が強く加わる線上にあり、この線の付近で地震力をブレスで受けて、第２のジョイントで効率的に吸収する。
【００１０】
【実施例】
図１〜図１０に、実施例とその変形とを示す。図１に、実施例の制震ラック２の短辺方向のモデルを示す。４，６，８は左側の柱部材で、これらを制震ジョイント１０，１２で上下方向に結合して左側の柱とし、５，７，９は右側の柱部材で、これらを制震ジョイント１１，１３で結合して右側の柱部材とする。１４は梁で、上下方向に複数本設け、１６は短辺方向のブレスで、設けなくても良い。制震ラック２は単独でラックとして用いても良いが、例えば自動倉庫のラックとして用いる。また２つのラックを背中合わせに結合して、ラックユニットとして用いる場合、ラックユニットの中央部と短辺方向の前後両端の計３ヶ所等に支柱を設けることがある。このような場合、制震ジョイントが必要なのは前後方向の両端の柱で、中央部の柱に制震ジョイントを設ける必要はない。制震ジョイント１０〜１３のうち、下側の制震ジョイント１０，１１は必ず設け、上側の制震ジョイント１２，１３は高層の例えば高さ２０ｍ以上、好ましくは３０ｍ以上のラックに設ける。下側の制震ジョイント１０，１１を設けるのに適した位置は、上下の柱部材間の接続位置で、制震ラック２の高さの１／２以下の場所、特に好ましくは１／３以下の場所である。また上側の制震ジョイント１２，１３を設ける場合、制震ラック２の高さが２０ｍ以上、特に３０ｍ以上の場合に設けるのが好ましく、好ましい設置位置は制震ラック２の高さ方向に沿って上から１／３以内の場所である。
【００１１】
図１の左側に制震ラック２に地震力が加わる前の状態を示し、右側に地震力が加わった状態を示す。図１の右側では、白抜き矢印のように、左から右へと制震ラック２を倒壊させようとする水平力が加わったものとする。するとこの時、地震による水平力で左側の柱部材６を上側に持ち上げる力が働き、この反作用で右側の柱部材７には下側に押し込もうとする力が働く。この結果、制震ジョイント１０には柱部材６を上側に持ち上げる力が加わり、制震ジョイント１１には圧縮力が加わる。ここで後述のように、制震ジョイント１０の塑性変形で左側の柱部材６の上方移動を許容し、この塑性変形によって地震エネルギーを吸収する。また柱部材６の上方移動により、右側の制震ジョイント１１に加わる圧縮力が軽減される。左側の制震ジョイント１０が塑性変形すると、次の逆向きの振動で右側の制震ジョイント１１が塑性変形して、右側の柱部材７が上方に持ち上げられる運動が生じる。この運動の反作用で、左側の制震ジョイント１０は圧縮されてほぼ元の形状に戻る。
【００１２】
図２に、制震ラック２の長辺方向に沿って見た側面をモデル的に示す。制震ラック２は短辺方向の長さに比べて長辺方向の長さが大きいので、前後の柱が多数本平行に表れ、前後の各柱に対して制震ジョイント１０，１１を設ける。柱と柱とを対角線状に結ぶようにブレス２４を配置し、ブレスが交差する位置で制震ジョイント２６を設ける。ブレス２４と制震ジョイント２６との組み合わせは、図２では、制震ラック２の長辺方向底辺の両端と、長辺方向上辺の中央部とを結ぶ線に沿って設け、これ以外の位置には特にブレス２４や制震ジョイント２６を設ける必要はない。制震ラック２は各層の高さがほぼ一定で、このような場合、地震力（地震時の水平力）は底辺の両端部に大きく加わり、この位置で制震ジョイント２６が塑性変形するため、連鎖的にラック２の長辺方向側面の上部中央へと加わりやすいためである。このため、制震ジョイント２６は、制震ラック２の長辺方向底辺の両端と、長辺方向上辺の中央部とを結ぶ線に沿って設ける。
【００１３】
実施例では、これ以外の位置には、例えば剛性の低い材料からなる一般ブレス２８を設けた。なお一般ブレス２８もブレス２４も設けない間口を設けても良い。例えば図２の場合、底辺中央部と、左右両端付近の高さ方向の中間部付近にステーション３０を設けて、この部分ではブレス２４，２８を設けず、フォークリフト等でラック内の物品を搬出入できるようにした。
【００１４】
図３に変形例の制震ラック３２を示す。この図は、制震ラック３２の長辺方向側面を示し、短辺方向前後の柱が多数平行に表れ、これらを梁１４で結合すると共に、支柱間に対角線状にブレス２４と制震ジョイント２６との組み合わせを配設する。またブレス２４を設けない間口に対して、一般ブレス２８で柱間を結合した。図３では層の高さが制震ラック３２の下側で大きく、上側では小さくしてある。このような構造の場合、長辺方向に沿って加わる地震時の水平力は、長辺方向側面の底部の頂点から対角線に沿って上辺の頂点へと伝わりやすい。そこで長辺方向側面の底部両端と上辺の対角線方向の両端とを結ぶ線の付近に、ブレス２４と制震ジョイント２６との組み合わせを配置した。これ以外の間口に対しては、図２の場合と同様に一般ブレス２８を設けるが、一般ブレス２８は特に設けなくても良い。
【００１５】
図４、図５に制震ジョイント２６へのブレス２４の取り付けを示す。制震ジョイント２６は低降伏点鋼のリングで構成され、その周面を貫通するように４本のブレス２４を取り付けてある。３４はブレス２４に設けたネジ部、３６は制震ジョイント２６に設けた貫通孔、３８は固着用のナットである。そしてブレス２４を貫通孔３６を介して制震ジョイント２６のリング内に通し、ナット３８で締め付けると、ターンバックル等を用いずに、ブレス２４を取り付けることができる。
【００１６】
図６に、地震時の制震ジョイント２６の変形を示す。ブレス２４に矢印方向の力が加わった場合、制震ジョイント２６は一点鎖線のように変形し、これによって地震エネルギーを吸収する。制震ジョイント２６は、その軸方向に直角な面では基本的に方向性がないので、ブレス２４の向きに塑性変形しやすいように、ブレス２４の向きに合わせて、形状を工夫する必要はない。また例えば図６の右上と左下とに引き延ばそうとする力が働き変形した場合、次の振動で左上と右下に引き延ばそうとする力が加わるので、ほぼ元の形に戻ることになる。このためリング状の制震ジョイント２６を用いると、ブレス２４の取り付けにターンバックルが不要で、貫通孔を通してナットなどで締めると取り付けられ、方向性がないので設置が容易で、かつ塑性変形を繰り返して地震エネルギーを吸収できる。
【００１７】
図７に、制震ジョイント２６の変形による地震エネルギーの吸収をモデル的に示すと、地震力が小さい間は制震ジョイント２６は弾性変形し、地震力が大きくなると塑性変形を開始する。そして図７のループ状に変形を繰り返し、このループで囲まれた面積分の地震エネルギーを吸収できる。
【００１８】
図８，図９に、前後の柱での上下の柱部材の連結に用いた、板状をした制震ジョイント１０の構成を示す。なお制震ジョイント１１〜１３も同様の構成である。４２は上下一対のフランジ部で、この部分に柱部材４，６を溶接等で取り付け、４４は両端の補強部で、ボルト４６とナット４８等で上下に結合する。フランジ部４２には低降伏点鋼等の塑性変形しやすい材料を用い、補強部４４には普通鋼等の相対的に塑性変形しにくい材料を用いる。
【００１９】
図８の左側に通常時の制震ジョイント１０の姿を示し、右側に地震波で塑性変形した後の状態を示す。地震時に水平力が加わると、制震ラックの短辺方向の一方の柱には上方向の引き抜き力が加わる。この引き抜き力がフランジ部４２の弾性限界を超えると、一対のフランジ部４２が上下に塑性変形して、フランジ４２，４２間に隙間が生じる。この時制震ジョイント１０の両端は補強部４４で補強されているので塑性変形は生じない。そしてフランジ部４２，４２の塑性変形分のエネルギーが吸収される。次の地震波では柱部材６には下向きの押し込み力が働き、この押し込み力でフランジ部４２，４２間の隙間が閉じて、元の状態に復帰する。
【００２０】
図８，図９には、板状の制震ジョイント１０の塑性変形を利用した例を示したが、上側の柱部材の上方移動を許容し、かつ上側の柱部材の水平移動を禁止し、上下方向の移動の間に地震エネルギーを吸収できるジョイントであればよい。このような制震ジョイントの変形例を図１０に示す。５０，５０はフランジで、上側の柱部材６と下側の柱部材４の端部にフランジ５０，５０を設けて、フランジ５０，５０を突き当ててある。５２は上下の柱部材４，６のいずれかに固着した筒体で、他方の柱部材の内側に収容され、上側の柱部材６が上方に移動した場合に、水平移動するのを防止する。５４，５６はブラケットで、５８はその間に設けたダンパである。
【００２１】
図１０の変形例の場合、地震力により上側の柱部材６が上方に移動すると、フランジ５０，５０は離れるが、筒体５２により柱部材４，６が水平方向にずれるのを防止する。そしてこの上方移動時にダンパ５８を用いて地震エネルギーを吸収する。逆向きの地震波が加わると、上側の柱部材６は下降してフランジ５０，５０は密着し、この下降を利用してダンパ５８により同様に地震エネルギーを吸収する。
【００２２】
実施例では、剛性が不足しやすいラックの短辺方向について、前後の各柱に制震ジョイント１０，１１等を設けて、上側の柱部材の上方移動を許容しながら、ジョイントの塑性変形を利用して地震エネルギーを吸収する。これによって短辺方向の制震性を格段に高め、短辺方向での倒壊等を防止する。次にラックの長辺方向にはブレス２４と制震ジョイント２６との組み合わせを用い、地震によりブレス２４が引き延ばされると、それに伴ってリング状の制震ジョイント２６が塑性変形して、地震エネルギーを吸収する。制震ジョイント２６は次の地震波で例えば９０゜逆の方向に引き延ばされて、繰り返し地震エネルギーを吸収できる。
【００２３】
さらにブレス２４と制震ジョイント２６との組み合わせは、ラックの長辺方向底辺の両端と上辺中央部とを結ぶ線の付近や、ラックの長辺方向側面の対角線付近に設ければ良く、ラックの長辺方向側面全体に設ける必要はないので、取り付けも容易である。そしてブレス２４や制震ジョイント２６を設けない間口には、ステーション等を設けることができる。さらに制震ジョイント２６は単純なリング状の形状で、ターンバックルが不要である。また取り付けも容易で、方向性がないのでブレス間の公差角に合わせて形状を工夫する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】    実施例の制震ラックの短辺方向側面図
【図２】    実施例の制震ラックの長辺方向側面図
【図３】    他の実施例での制震ラックの長辺方向側面図
【図４】    実施例でブレス間の結合に用いたリング状制震ジョイントの正面図
【図５】    実施例のリング状制震ジョイントの側面図
【図６】    実施例でのリング状制震ジョイントの塑性変形を示す図
【図７】    実施例でのリング状制震ジョイントでの制震機構を示す図
【図８】    実施例で柱の接続に用いた制震ジョイントの側面図
【図９】    実施例で用いた制震ジョイントの平面図
【図１０】  柱間の接続用の制震ジョイントの変形例を示す側面図
【符号の説明】
２，３２            制震ラック
４〜９              柱部材
１０〜１３，２６    制震ジョイント
１４，２０          梁
１６，２４          ブレス
２８                一般ブレス
３０                ステーション
３４                ネジ部
３６                貫通孔
３８                ナット
４２                フランジ部
４４                補強部
４６                ボルト
４８                ナット
５０                フランジ
５２                筒体
５４，５６          ブラケット
５８                ダンパ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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