NACHITECHNICALREPORT
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Feb/2007■ 新商品・適用事例紹介
小型・軽量・組合わせ自在形免震台「マグニクレードル Ｇシリーズ」
機能部品事業
トライボロジー

Small,Lightweight Seismic Isolation Plate"Magni Cradle G Series"〈キーワード〉

免震・レール溝支承・捻れ防止・浮上がり防止機構・スピン摩擦部品事業部／技術一部

笠松 利安
Toshiyasu Kasamatsu小型・軽量・組合わせ自在形免震台「マグニクレードル Ｇシリーズ」

要1. 軽荷重用免震台

旨

NACHIでは、2003年発売の住宅用免震システム

NACHIは、先にサーバーラックを地震の揺れからの技術をもとに、2004年から免震台「マグニクレードル」守る装置として、マグニクレードルを市場投入してきを開発、商品化し、コンピューターのサーバーラックなたが、耐荷重性を確保するため、免震台のサイズおど、大事なものを地震から守る免震技術の展開を行よび重量は大きいものにせざるを得なかった。

※1

なってきた。

市場投入後の反響は大きく、一般の軽荷重機器

今回、室内向け小型免震装置として、新たにレーにも応用する要望が強く寄せられ、今回、軽荷重対ル溝内で鋼球が転がるときに生ずる摩擦発生機構

応の小型軽量の免震台を開発し、マグニクレードルを採用し、最小サイズが60cm四方と、従来の1／2Gシリーズとして販売開始した。

程度まで小型・軽量化を実現した。

※2

従来の、単球式転がり支承を使った設計を踏襲

建物自体の免震が難しい博物館の陳列台や病すると、免震台のサイズは支承皿4個分以上の大きこれまでのコンピューターサーバー院の医療機器など、これ以下の免震台サイズは成立しない。そさになり、の免震に加えて、新用途への展開も可能となる。

こで、マグニクレードルGシリーズは、新たにレール溝を支承とした構造を開発し、この支承を免震台の縁Abstract
Followed after the introduction of seismic isolation system for residential homes in 2003,
NACHI developed and marketed a seismic isolation plate, "Magni Cradle" in 2004 based on
the same technology. Since then NACHI has
continued developing the seismic isolation system technology to protect the valuables likecomputer server racks from earthquakes.
A small, lightweight seismic isolation system
for indoor use is developed this time with theuse of friction that is generated when steel
balls roll in a rail, and the smallest unit is 60
2cm , a half of the existing one in size.
It is further possible that the system can beutilized for a new application in addition to protecting computer servers. This makes it possible to protect any valuable displays in a museum and medical devices at a hospital asprotecting the buildings from earthquakes has
been very difficult.
1に配することで小型軽量化を実現した。

2. 免震台マグニクレードルＧシリーズの構造
マグニクレードルGシリーズは、3重構造となっていプレートユニットは、載荷荷重を支え、かつボールて、水平移動方向が90°位相ずれした上部構造（上のスピン運動により摩擦ダンパーを発生させる交差と下部構造（下プレート組立体）とプレート組立体）型レール溝支承と、プレートのねじれ防止および浮で構成され、これを基本ユニットとしている。

上がり防止を図ったガイドとで構成されている。

※3※4

各プレート組立体は、2組のプレートユニットで構成
プレート組立体のサイズに応じて任意の間隔され、にコネクターを介してボルト締結される。
①下プレート組立体②上プレート組立体＋①＋②：基本ユニット＝プレートユニット

捻れ防止ガイド

コネクター

レール溝支承図1 マグニクレードルＧシリーズの構造（基本ユニット）

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小型・軽量・組合わせ自在形免震台「マグニクレードル Ｇシリーズ」

3. レール溝支承の摩擦発生機構
プレートユニットの上下プレートの間には、図2のよレール溝支承は、これ一つで載荷荷重を支持すうなレール溝が、ある交差角をもって上下プレートにるばかりでなく、載荷荷重に見合った適切な摩擦減固定されており、交差点には載荷荷重を受けるボー衰をも有したNACHI独自の支承であり、この基本原ルが配置されている。

理は、免震床や免震住宅のデバイスとしても使用す

レールは斜めのままプレートの運動方向に対して、ることができる。

ボールはプレートの移動方向に対し、移動するので、斜め方向に移動する。このとき、ボールには転がり運スピン方向の摩擦が生じる。これを減衰動の他に、として利用したのがマグニクレードルGシリーズの基本原理である。
ボールの移動量
上レール（移動前）

ボールの移動方向

1

上レール（移動後）

32

交差角2θ

プレートの移動方向

プレートの移動量
下レール（固定）図23

摩擦発生機構1：プレ−トから受ける移動方向の回転モーメント2：スピン摩擦成分

3：純転がりに費やされる回転モーメント４. マグニクレードルＧシリーズの免震性能
マグニクレードルGシリーズのレール溝支承は、交谷波の3軸加震実験で、水平方向加速度1280ガル

差角を調整することで容易に適切な摩擦減衰が得が、100ガル以下の応答加速度になっていることをを35センチとられる。可動できる距離（応答変位量）確認した。

したレール溝支承を用いて、新潟県中越地震小千新潟地震

1500

小千谷波3軸加震実験での実測応答加速度

入力加速度
入力および応答加速度ガル

1000
応答加速度
500

使用免震台：G35−022X10X9090B
載荷荷重 ：300kｇ
水平入力加速度（最大）：1280ガル
応答水平加速度（最大）： 98ガル0−500−1000−1500

時間（sec）

図3
表1

免震性能

早わかり震度

震度

加速度

周囲の状況

・棚のものがやや音立てる〜25ガル
・電線がやや揺れる

震度0〜3

25〜80ガル

震度4
震度5弱

80〜250ガル

・眠っている人は目を覚ます
・歩いていて揺れを感じる
・電柱が揺れる・つり下げものが激しく揺れる

震度5強

・多くの墓石は倒れる
・棚の食器や本は落ちる

震度6弱

・家具が転倒する・ドアが開かなくなる

250〜400ガル
震度6強
震度7

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400ガル以上

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・這わないといけない（立てない）
・戸がはずれることがある・家具が飛ぶことがある
・壁のタイルが破損する

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小型・軽量・組合わせ自在形免震台「マグニクレードル Ｇシリーズ」

5. マグニクレードルＧシリーズの特長
1）
レール式支承タイプ（NACHI独自技術・特許申請中）①独自に考案したレール溝とボールによる支承を採用し、転がり運動する支承で、地震時のプレートの相対移動量（これを応答変位量と呼ぶ）が大きく横に連結した場合とれ、小さいスペースでも大きな応答変位が得られるので小型でも大きな地震に耐えることができる。
②地震時の減衰（ダンパー）はボールのスピン運動により得られるため、載荷荷重の大きさに関係なく、一定の免震性能が得られる。
③レール溝交差点にボールが介在しているので、ボールのセンター位置ずれは発生せず、プレートの位置が安定である。

縦に連結した場合④ボールにはレール溝中央に戻る力が作用し、地震終了後には自動的に原点復帰する。

2）小型・軽量・コンパクト
最小タイプの□600×100サイズで重量約50kg、積載荷重300kgを実現。
①上下のユニットに分解可能で、運搬や現地での組立設置が容易。上下プレート組立体をボルト締ストッパーを外すだけで組立できる。
結し、②捻れ防止、浮上がり防止機構を設けてあるので、分離することがない。
（マグニクレードルの特長を踏襲している）③縦・横方向に自由に連結。
（図4）5

図4 マグニクレードルＧシリーズの多連結6. マグニクレードルＧシリーズの寸法
奥行きサイズに合わせて、基本ユニットの組合せ

マグニクレードルGシリーズの型式は、基本ユニット幅を、600、750、900とし、9種類の寸法設定が可能。

のみ設ける。
プレートユニットの奥行きサイズは3種類。
600mm

総組幅寸法W
750mm

900mm

6060B

7560B

9060B

6075B

7575B

9075B

6090B

7590B

9090B

600mm

奥行
き 750mm
寸法
D

900mm

上プレート組立体

基本ユニットの寸法
型

寸法（mm）
単幅A 総組幅W 奥行きD
225
600
600
225
600
750
225
600
900
225
750
600
225
750
750
225
750
900
225
900
600
225
900
750
225
900
900
225
900
900

式

Ｇ25−022×10×6060Ｂ
Ｇ25−022×10×6075Ｂ
Ｇ25−022×10×6090Ｂ
Ｇ25−022×10×7560Ｂ
Ｇ25−022×10×7575Ｂ
Ｇ25−022×10×7590Ｂ
Ｇ25−022×10×9060Ｂ
Ｇ25−022×10×9075ＢＧ25−022×10×9090Ｂ
Ｇ35−022×10×9090Ｂ

厚みH100100100100100100100100100100

重量（kg）
50607060758070809095DAWH※G25−は許容応答変位量が±250mm、G35−は±350mmに設計されて、中越地震小千谷波対応マグニクレードルはＧ
35−022×10×9090Ｂにのみ適用する。
※マグニクレードルＧシリーズは類似の２組のプレートユニット組立体を２段に重ねることで構成されるが、型式は上図のように総組幅Wと奥行寸法Dで定義している。
型式例
備考

G25−022×10×90 75 Ｂ
W

D

型式の記号Ｇはレール溝Grooveの意味を示し、ＢはＢａｓｅ（基本）の意味を示す。

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7. 小型・軽量化による免震技術の新たな展開
マグニクレードルGシリーズは、小型・軽量化を図

マグニクレードルGシリーズは、建物自体の免震がるため軽荷重対応として開発した。また、連結自由難しい博物館の陳列台や、病院の医療機器、薬品棚、形とし、数台を連結することで重荷重対応も可能にこれまでのコンピューターサーバー以計測機器など、なるよう配慮してある。

外の新用途へも拡大することが見込まれる。

免震の構成要素である摩擦発生機構は、長年培われたNACHIのトライボロジー技術を駆使して、転がり軸受では好まれない摩擦を積極的に利用したものであり、NACHI独自の機構である。

用語解説

関連記事

※1 マグニクレードル
地震の大きさを表す「マグニチュード」と、ゆりかごの英語「クレードル」を組合せ、大切なものを地震から守る免震装置のネーミングとした。

1）渡辺 孝一：情報・財産を地震から守る免震台「マグニクレードル」
NACHI-BUSINESS news Vol.4 B3、August/2004※2 単球式転がり支承
従来のマグニクレードルの機構で、複式1setに4個の転がり支承を使う。
※3 プレート組立体
1階部分を下プレート組立体、2階部分を上プレート組立体といい、これを基本ユニットとしている。
※4 摩擦ダンパー
ダンパーとは振動を減衰させる装置で、マグニクレードルGシリーズでは、交差角をもったレールとボールとのスピン摩擦によって振動を減衰させている。

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Vol.12 B4February / 2007〈発行〉 2007年2月10日
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