JP2001253518A - 制震ラック - Google Patents

制震ラック

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ラックの柱部材6a,bを制震ジョイント2
1で上下に接続する。幅を狭して塑性変形しやすくした
変形部24と、肉厚を増して補強した接続部26を設
け、接続部26でボルト28などにより上部ジョイント
20aと下部ジョイント20bを接続する。スパン方向
に加わる水平応力により変形部24が塑性変形して柱部
材6aが上方向へ移動し、振動エネルギーを吸収する。
接続部26は肉厚を増して補強してあるため、ボルト2
8は降伏しない。 【効果】 ラックの耐震性を向上することにより、ラッ
クを高層化あるいは軽量化ができる。

Description

【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等に用いる制震
ラックに関する。
【0002】
【従来技術】自動倉庫等に用いるラックには耐震性が要
求され、特に高層になるほど、耐震性への要求は厳しく
なる。そして必要な耐震性にあわせて柱等の剛性を高め
ると、柱の太さが著しく増す結果になる。
【0003】
【発明の課題】この発明の課題は、比較的大きな地震時
の振動エネルギーをジョイントで吸収することにより、
制震性を持たせて耐震性を向上させると共に、上部ジョ
イントと下部ジョイント間の接続部の接続部の塑性変形
を確実に防止し、さらに比較的小さな地震時にはジョイ
ントの変形部が変形しないようにすることにある(請求
項1〜5)。請求項2,4,5の発明での追加の課題
は、ジョイントの変形部のみが変形するようにするため
の具体的な構成を提供することにある。請求項3の発明
での追加の課題は、自動倉庫のラックとして適した制震
ラックを提供することにある。
【0004】
【発明の構成】この発明は、上部ジョイントと下部ジョ
イントとからなるジョイントで、上下の柱部材を接続し
た柱を有する制震ラックであって、上部ジョイントと下
部ジョイントの少なくとも一方に、上側の柱部材の上方
移動を塑性変形により許容する変形部を設けると共に、
変形部の外側に上部ジョイントと下部ジョイントとを接
続しかつ変形部よりも強度の高い接続部を設けたことを
特徴とする。
【0005】好ましくは、上部ジョイントと下部ジョイ
ントとを重ね合わせ、かつ変形部を接続部よりも肉薄も
しくは幅狭とする(請求項2)。また好ましくは、制震
ラックは桁行方向の長さに比べてスパン方向の幅が狭
く、前記ジョイントの変形部の塑性変形で、スパン方向
の水平応力による振動を制震する(請求項3)。
【0006】好ましくは、前記上部ジョイントと下部ジ
ョイントとを重ね合わせ、かつ前記変形部に溝または穴
を設けて、変形部の強度を接続部に比べて相対的に低く
する。また好ましくは、前記上部ジョイントと下部ジョ
イントとを重ね合わせ、かつ前記接続部にリブを設けて
補強する。
【0007】
【発明の作用と効果】この発明では、地震時等に上部の
柱部材に引き抜き応力(上方への引っ張り張力)が加わ
ると、変形部が塑性変形して、上部の柱部材の上方への
移動を許容する。これに伴って振動エネルギーが吸収さ
れて制震する。また上部ジョイントと下部ジョイントの
接続部は、変形部の外側に設けられ、かつ変形部よりも
高い強度で構成されているので、変形部が変形しても接
続部は変形せず、ジョイントでの上下の柱部材の接続が
外れることがない。これらのために、柱自体の太さや肉
厚などを増す以外の構成で、ラックの耐震性を向上させ
ることができる(請求項1〜3)。ジョイントの塑性変
形による耐震作用は、ラックの耐用年数の間に1回以下
しか生じないような激しい地震等を対象とし、耐用年数
の間に複数回経験するような地震では、変形部が変形し
ないようにするのが好ましい。このようにすれば、ラッ
クの自重等を増さずに、極めて希な地震などに対しても
柱部材の座屈を防止し、ラックの倒壊を防止することが
できる。
【0008】請求項2の発明では、変形部を接続部より
も肉薄にし、あるいは幅狭にすることにより構成する。
このため変形部と接続部とに確実に強度の差を設けるこ
とができ、変形部のみが塑性変形して、接続部は変形し
ない。請求項3の発明では、自動倉庫のラックに適した
制震ラックを提供する。自動倉庫のラックは高層かつ軽
量であることが要求され、桁行方向の長さに比べてスパ
ン方向の幅が狭いので、制震ジョイントによりスパン方
向の水平応力への耐久性を増し、激しい地震等への耐久
性を増すことができる。
【0009】変形部の強度を接続部の強度より相対的に
低くするための構成は様々なものがあり、例えば変形部
に溝や穴を設けても良い(請求項4)。また接続部にリ
ブを設けて補強しても良い(請求項5)。
【0010】
【実施例】図1〜図6に、実施例の制震ラックを示す。
図1の制震ラック2において、4はスパン方向の中央部
の柱で複数本設け,6はスパン方向両端の柱で同様に両
端にそれぞれ複数本設け、制震ジョイントは少なくとも
スパン方向両端の柱6に設ける。柱6は上下方向に複数
本の柱部材、例えば角鋼管、をジョイントで接続したも
ので、その内少なくとも1つのジョイントを制震ジョイ
ントとする。8,10は桁材で、この内、桁材8は桁行
方向の桁材で、桁材10はスパン方向の桁材で、桁行方
向、スパン方向は、図1に従って定義する。12,14
は斜材である。ラック2はトラス構造である。16,1
6は制震ラック2の桁行方向両側に敷設したレールで、
スタッカークレーン等の搬送装置を走行させるためのも
のである。
【0011】図2に、制震ラック2を用いた自動倉庫1
7を示す。3,3は制震ラック2と同様の制震ラック
で、ラック3のスパン方向の幅はラック2の場合の半分
で、中央部の柱4が無く、他の点では、スパン方向両側
の柱6に制震ジョイントを設けることを含め、制震ラッ
ク2と同様である。なおラック3,3で外壁を支持する
場合には、風圧などによって変形するのを防止するた
め、ラック3,3には制震ジョイントを設けなくても良
い。18はスタッカークレーン等の搬送装置である。制
震ラック3と制震ラック2のスパン方向の半分で、自動
倉庫のユニットを構成し、これをスパン方向に沿って連
接して、自動倉庫17とする。自動倉庫17の場合、ラ
ック2,3の高さを例えば30m以上とし、スパン長に
比べて桁行長が極端に長いため、桁行方向には剛性が高
いが、スパン方向では水平応力に弱い特性を有してい
る。そしてラック2,3の高さを例えば30m以上と高
くできるように、柱6の肉厚等を増さずに、スパン方向
の強度を増すことが実施例での目的である。
【0012】図3,図4に、制震ジョイント21を示
す。制震ジョイント21は、上部ジョイント20aと下
部ジョイント20bとからなり、上下のジョイント20
a,bはほぼ同形状で、背中合わせに重ね合わせられ
て、角鋼管状の柱部材6a,6bを接続する。22はジ
ョイント21のフランジ部で、例えば四角形状をし、フ
ランジ部22に柱部材6a,6bを溶接などで結合す
る。ただし、フランジ部22への柱部材6a,6bの結
合やその補強方法は任意である。また上下のジョイント
20a,20bで、フランジ部22,22は重ね合わせ
てあるだけで、相互に結合していない。24は激しい振
動に対して塑性変形して振動エネルギーを吸収するため
の変形部で、フランジ部22の外側に設け、26は変形
部24の外側の接続部で、ボルト28とナット30、溶
接などの適宜の固着手段で、上下のジョイント20a,
bを接続する。ジョイント20a,20bは極軟鋼など
の塑性変形しやすい金属を用い、変形部20はフランジ
部22や接続部26よりも幅狭にし、あるいは接続部2
6よりも肉薄にして、引っ張り張力に対して、変形部2
4のみを塑性変形させる。実施例では、変形部24を肉
薄かつ幅狭にしたが、いずれかのみでも良い。接続部2
6は、極軟鋼などのジョイント21の地金上に、普通鋼
などのより固い金属板からなる座金を例えば溶接などで
重ね、塑性変形しにくくしてある。
【0013】図5に、地震などによる変形部24の変形
を示す。図5の右側が地震等の経験前の状態で、ここか
ら変形部24の降伏点を超えた引き抜き応力(引っ張り
張力)が加わると、変形部24が塑性変形して、上部の
柱部材6aが下部の柱部材6bに対して上方へ相対移動
する。このため上下のジョイント20a,20b間に隙
間が開いた状態となる。地震等の場合、ラック2の振動
の位相が180度変化すると、引き抜き応力の次に上方
から下方への圧縮応力が加わり、この力で変形部24は
隙間を塞ぐように変形し、図5の右側の状態に近づく。
これらの間に、変形部24の塑性変形等で地震等のエネ
ルギーが吸収され、制震が行われる。
【0014】図6は、制震ジョイント21による制震ラ
ック2の倒壊防止のメカニズムを示す。制震ラック2は
桁行方向には長いので、この方向の地震波には元々強度
が高い。スパン方向には背が高くて幅狭なので強度が低
く、図6の白抜き矢印のように水平応力が加わると、図
6の右側で柱部材6a,6b間の接続部P点に圧縮応力
が加わり、左側の接続部Q点には引っ張り張力が加わ
る。この張力に対して、ジョイント21の変形部24が
上下方向に隙間が開くように塑性変形する。振動の位相
が180度変わると、P点側のジョイントで変形部24
が塑性変形する。これらの間に振動エネルギーを吸収す
る。これらのため、自動倉庫17のラック2,3のスパ
ン方向の耐震性を高め、ラック2,3の高層化を柱部材
6a,6b等の太さを増すこと以外の手法で行うことが
できる。またラック2はジョイント21の補修や交換な
どで、ジョイント21の塑性変形後に修理できる。
【0015】実施例では、上下のジョイント20a,b
にそれぞれ変形部24を設けたが、一方のジョイントに
のみ設けても良い。またジョイント21の材質は極軟鋼
以外のものも用い得る。実施例ではラック2,3の高層
化と耐震性を例に説明したが、高さを増さずに耐震性を
増す場合にも用いることができる。
【0016】
【変形例】図7〜図12に変形例を示す。図7,図8の
変形例では、制震ジョイント40の中央部に、柱部材を
溶接するためのフランジ面42を設け、その左右両側に
変形部44を設け、変形部44の両外側の制震ジョイン
ト40の両端を接続部46とする。制震ジョイント40
の材質には、降伏点が管理されたSN鋼や、降伏点が低
く塑性変形しやすい極軟鋼などを用いる。48はボルト
穴で、制震ジョイント40は図8のように上下に重ね合
わせて配置し、ボルト28とナット30とで互いに結合
する。図7,図8の変形例では、変形部44は溝で形成
され、板状の部材から溝44を削り、ボルト穴48を設
けて制震ジョイント40としてある。ここでは溝44
は、図7の上下方向に沿って制震ジョイント40の全幅
分の長さの溝としたが、制震ジョイント40を横断しな
い溝でも良い。また図8に示すように、溝44は断面を
ほぼ長方形状としたが、半円状等の溝でも良い。即ち、
変形部44に溝を設けることにより、その部分で制震ジ
ョイントの合計の肉厚を接続部より小さくすればよい。
【0017】図9,図10に、穴を用いた2つの変形例
を示す。図9の制震ジョイント50では、フランジ面4
2の左右両側の変形部54に穴55を設け、制震ジョイ
ント50の両端には接続部56を設けて、ボルト穴48
を設ける。穴55をここでは貫通穴とするが、底のある
穴でもよい。また穴の形状は、図9のような楕円形に限
らず、円形や四角形等でも良い。
【0018】図10は穴65を用いた制震ジョイント6
0を示し、中央のフランジ面42の両側に変形部64を
設け、半円状の穴(切れ込み)65を変形部64に設け
る。変形部64の両外側には接続部66があり、同様に
ボルト穴48が設けてある。穴65は半円状の切れ込み
からなる穴としたが、長方形状や正方形状の切れ込みか
ら成る穴でも良い。
【0019】図11,図12に、リブを用いた変形例を
示す。図11の制震ジョイント70では、フランジ面4
2の両側に変形部74を設け、その両外側の接続部76
の例えば各3カ所にリブ77を設ける。48は前記のボ
ルト穴で、リブ77を除くと、制震ジョイント70は表
面が板状である。そして接続部76にリブ77を設ける
ことにより、接続部の変形を防止し、変形部74で変形
するようにしてある。なお接続部76と変形部74の強
度の差をより大きくするには、図11に鎖線で示したよ
うに変形部74に切れ込みや穴、溝などを設ければよ
い。
【0020】図12の変形例では、フランジ面42の部
分の変形を防止すると共に、接続部86の変形も防止す
る。83,83はフランジ面42を補強するためのリブ
で、柱部材とのボルト止め等に兼用しても良い。84は
フランジ面42の両側の変形部で、86は接続部で、図
12の上下方向に貫通するリブ87を設けて、変形部8
4よりも肉厚にしてある。リブ87の構造を図12の右
下隅に拡大して示す。
【0021】図13,14に第6の変形例の制震ジョイ
ント90を示す。91は上部ジョイント、92は下部ジ
ョイントで、これらを厚板からなる接続部94に例えば
溶接で固着する。96は変形部で、変形部96の内側に
は取り付け板98を設けて、柱部材側の取り付け板99
に例えばボルト止めする。制震ジョイント90が大きな
引き抜き力を経験すると、図14のように変形する。
【0022】図15に、上下の制震ジョイント間にライ
ナー100を介在させた変形例を示す。この変形例で
は、図3の制震ジョイント21での上部ジョイント20
aと下部ジョイント20bの間に、ライナー100を介
在させる例を示すが、図7〜図14の制震ジョイントに
も同様に適用できる。図15では各部材を平面視で示
し、上から上部ジョイント20aの上面,ライナー10
0、下部ジョイント20bの裏面を示している。ライナ
ー100は板状部材で、例えば普通鋼製である。ライナ
ー100は図15の上下で非対称な形状をしており、図
15でのライナー100の上側がラックの外側に、下側
がラックの内側に位置するように用いる。
【0023】ライナー100には、カット部102と、
変形部対応部104と、ボルト穴106とを設け、ボル
ト穴106は制震ジョイントのボルト穴48と連通する
ように設けてある。カット部102は、制震ジョイント
のフランジ部に対応する位置で、ラックの外側を向いた
大きな切り欠きからなる。変形部対応部104は、制震
ジョイント21の変形部24の形状に合わせた切り欠き
で、制震ジョイント側で、変形部に切り欠きを設けず肉
厚を薄くする場合等は、変形部対応部104は不要であ
る。
【0024】図1のラック2で、地震等により水平力が
加わると、一方の柱には圧縮力が、他方の柱には引き抜
き力が加わり、引き抜き力により制震ジョイントの変形
部24が変形して、上側の柱部材が上方へ移動する。こ
の時、圧縮力が加わった側の柱では、上側の柱部材がラ
ックの外側へ僅かに回動すれば、水平力をより効果的に
逃がすことができる。ここでジョイント20a,b間に
ライナー100を設け、カット部102がラックの外側
を向いていると、上側の柱部材がラックの外側へ回動す
るのが容易になる。このためラックの、水平力への耐久
性がさらに向上する。
【0025】なおライナー100は、上下の制震ジョイ
ント間に設ける板状の部材で、両端付近に上下の制震ジ
ョイントとの取り付け部を設け、その間のライナー中央
部を、上側の柱部材のラックの外側への回動を内側への
回動よりも容易にするように構成した部材であれば良
い。例えば、カット部102を設ける代わりに、カット
部102の部分を肉薄にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の制震ラックの要部斜視図
【図2】 実施例の制震ラックを用いた自動倉庫の平
面図
【図3】 実施例で用いた制震ジョイントの平面図
【図4】 実施例の制震ジョイントの側面図
【図5】 実施例での制震ジョイントの塑性変形によ
る振動の吸収を示す図で、左側が塑性変形後の状態を、
右側が塑性変形前の状態を示す
【図6】 実施例で、制震ラックのスパン方向に加わ
る地震力と制震ジョイントによる振動の吸収を示す図
【図7】 変形例の制震ジョイントの平面図
【図8】 変形例の制震ジョイントの側面図
【図9】 第2の変形例の制震ジョイントの平面図
【図10】 第3の変形例の制震ジョイントの平面図
【図11】 第4の変形例の制震ジョイントの平面図
【図12】 第5の変形例の制震ジョイントの平面図
【図13】 第6の変形例の制震ジョイントの側面図
【図14】 第6の変形例での制震ジョイントの変形を
示す側面図
【図15】 制震ジョイントの間にライナーを介在させ
た変形例での、上側の制震ジョイントとライナーと下側
の制震ジョイントとの関係を示す図
【符号の説明】
2,3 制震ラック 4,6 柱 6a,b 柱部材 8,10 桁材 12,14 斜材 16 レール 18 搬送装置 20a 上部ジョイント 20b 下部ジョイント 21 制震ジョイント 22 フランジ部 24 変形部 26 接続部 28 ボルト 30 ナット 40,50,60 制震ジョイント 42 フランジ面 44,54,64 変形部 46,56,66 接続部 48 ボルト穴 55,65 穴 65 溝 70,80 制震ジョイント 74,84 変形部 76,86 接続部 77,83,87 リブ 90 制震ジョイント 91 上部ジョイント 92 下部ジョイント 94 接続部 96 変形部 98,99 取り付け板 100 ライナー 102 カット部 104 変形部対応部 106 ボルト穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 太郎 愛知県犬山市大字橋爪字中島2番地 村田 機械株式会社犬山工場内 (72)発明者 小久保 朋也 愛知県犬山市大字橋爪字中島2番地 村田 機械株式会社犬山工場内 Fターム(参考) 3F022 FF01 JJ07 MM51

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部ジョイントと下部ジョイントとから
    なるジョイントで、上下の柱部材を接続した柱を有する
    制震ラックであって、上部ジョイントと下部ジョイント
    の少なくとも一方に、上側の柱部材の上方移動を塑性変
    形により許容する変形部を設けると共に、該変形部の外
    側に上部ジョイントと下部ジョイントとを接続しかつ前
    記変形部よりも高い強度の接続部を設けたことを特徴と
    する、制震ラック。
  2. 【請求項2】 前記上部ジョイントと下部ジョイントと
    を重ね合わせ、かつ前記変形部を前記接続部よりも肉薄
    もしくは幅狭にしたことを特徴とする、請求項1の制震
    ラック。
  3. 【請求項3】 前記制震ラックは桁行方向の長さに比べ
    てスパン方向の幅が狭く、前記ジョイントの変形部の塑
    性変形で、スパン方向の水平応力による振動を制震する
    ことを特徴とする、請求項1または2の制震ラック。
  4. 【請求項4】 前記上部ジョイントと下部ジョイントと
    を重ね合わせ、かつ前記変形部に溝または穴を設けたこ
    とを特徴とする、請求項1の制震ラック。
  5. 【請求項5】 前記上部ジョイントと下部ジョイントと
    を重ね合わせ、かつ前記接続部にリブを設けて補強した
    ことを特徴とする、請求項1の制震ラック。
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