JP2002000385A - 免震棚 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床面または地面に設置される棚に
おいて、地震時にその振動エネルギーを効果的に減衰さ
せることができるようにする。 【解決手段】 床面または地面に設置される棚に
おいて、上面の中心が窪んでおり、その中心窪みから離
れるに伴なって上方へ弯曲したせり上げ部材12が、床面
または地面７に一体に付設され、該せり上げ部材12上面
に回転体13を介して載置される受け部材14が、棚の下部
２に一体に取付けられ、前記回転体13が前記せり上げ部
材12の上面中心窪みに位置した状態で、前記棚の重量の
全部または大部分を負担し、該棚を水平面に沿って移動
自在に支持するとともに、該棚が地震により移動する全
範囲に亘り、該棚を許容傾斜角度以内に保持する棚水平
移動支持手段６が設けられたことを特徴とする免震棚。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は床面または地面に設
置される棚、特に地震の水平加振力を逃して棚に伝えず
に、地震の水平振動エネルギーを効果的に減衰させるこ
とのできる免震棚に関する。

【０００２】

【従来の技術】設置物の免震手段として、凹面と凹面を
上下に対向させ、その間に移動体を介在させるものが、
古くは特公大１３−２２７号公報、近年では特開平９−
２５９９０号、同９−２４８２２３号、他の各公報で発
表されている。

【０００３】例えば、図９に示される特開平９−２５９
９０号公報の免震装置01は、下面04が球状凹面に形成さ
れた上部支承体02と、上面05が球状凹面に形成されて上
記上部支承体02の球状凹面04に対面して配された下部支
承体03と、上部支承体02の下面04と下部支承体03の上面
05との間に介装された弾性転動体06とを具備している。
建物の基礎または床07等が地震によって水平方向（Ｈ方
向）に振動すると、弾性転動体06が上部支承体02と下部
支承体03との対面する面04，05間で転動し、上部支承体
02と下部支承体03との間に相対変位が生じ、上部支承体
02への振動入力が減衰し、振動エネルギーが効果的に減
衰するものである。

【０００４】また、図１０に図示される特開平９−２４
８２２３号公報の免震装置011は、すりばち形の凹部01
4，015がそれぞれ形成された台座013と上蓋012を、互い
に対面させて床面017と設置物018の下面との間に設け、
上記各凹部014，015の周囲に縦壁部012ａ，013ａを形成
するとともに、上記凹部014，015内に球体016を配設し
たものである。そして、上記縦壁部013ａの上面および
縦壁部012ａの下面が水平面を構成しており、台座013の
上に上蓋012を被せた時には、前記下面と上面が円周上
に沿って当接するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平９−２５９
９０号公報の免震装置は、平常時には上部に設置された
物体の重量がそのまま上部支承体02から転動体06，下部
支承体03を経て床等07に働く。したがって、転動体06に
は、大きな圧縮荷重が加えられて非球面状の塑性変形を
起しやすく、また、上部支承体02と下部支承体03の２つ
の球状凹面04，05のそれぞれ常に同一の一点に上記転動
体06が押し付けられるので、球状凹面04，05に圧痕が生
じる恐れがある。これを防ぐために上部支承体02，下部
支承体03に硬度の高い材料を用いると、機械加工が困難
になって、製造コストが高くなる。

【０００６】また、特開平９−２４８２２３号公報の免
震装置では、上部の荷重は、球体016と縦壁部012ａ，01
3ａとによって分散して支持されるので、平常時には球
体016が非球面状に塑性変形することもなければ、凹部0
14，015に圧痕が生じる恐れもないが、地震が発生した
場合、縦壁部012ａの下面が縦壁部013ａの上面に対して
常に平行に保持されないため、往復振動時にそれら縦壁
部012ａ，013ａが互いにぶつかり合って破損してしまう
恐れがある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および効果】前記従来の課
題を解決するために、請求項１の発明は、床面または地
面に設置される棚において、上面の中心が窪んでおり、
その中心窪みから離れるに伴なって上方へ弯曲したせり
上げ部材が、床面または地面に一体に付設され、該せり
上げ部材上面に回転体を介して載置される受け部材が、
棚の下部に一体に取付けられ、前記回転体が前記せり上
げ部材の上面中心窪みに位置した状態で、前記棚の重量
の全部または大部分を負担し、該棚を水平面に沿って移
動自在に支持するとともに、該棚が地震により移動する
全範囲に亘り、該棚を許容傾斜角度以内に保持する棚水
平移動支持手段が設けられたことを特徴とする。

【０００８】請求項１記載の発明は、上記の構成を有
し、平常時には棚の重量の全部または大部分を棚水平移
動支持手段が負担するので、回転体が塑性変形すること
もなければ、せり上げ部材の上面や受け部材の下面に圧
痕が生じる恐れもない。

【０００９】また地震によって床面または地面が水平方
向に振動すると、回転体が転動してせり上げ部材と受部
材との間に往復相対変位が生じるが、その際水平方向だ
けでなく上下方向にも往復変位するから、これによって
受け部材への水平振動入力が吸収されて、振動エネルギ
ーが効果的に減衰する。

【００１０】さらに、回転体とせり上げ部材または受け
部材との間に滑りが生じた場合でも、棚水平移動支持手
段によって、棚の傾斜は許容角度以内に保持され、免震
機能が確実に維持される。

【００１１】次に請求項２記載の発明は、前記請求項１
記載の発明において、前記棚水平移動支持手段が前記棚
に取付けられたことを特徴とするものである。したがっ
て請求項２の発明では、棚の移動範囲に制約がなく、広
く設定することができる。

【００１２】また請求項３記載の発明は、前記請求項１
記載の発明において、棚水平移動支持手段が床面または
地面に取付けられたことを特徴とするものである。した
がって請求項３の発明では、棚の下部構造が簡単で、ま
た免震棚設置工事が容易である。

【００１３】さらに請求項４記載の発明は、前記請求項
１ないし請求項３いずれか記載の発明において、前記受
け部材の下面は中心が高く該下面中心から離れるに伴な
って下方へ弯曲したことを特徴とするものである。この
ように請求項４記載の発明は、せり上げ部材だけでなく
受け部材にも、回転体に接する面を凹面としたので、免
震効果がさらに向上する。

【００１４】次に請求項５記載の発明は、前記請求項１
ないし請求項３いずれか記載の発明において、前記受け
部材の下面が水平な平面に形成されたことを特徴とする
ものである。したがって請求項５記載の発明は、工作が
容易であり、製作費を節減できる。

【００１５】請求項６記載の発明は、前記請求項１ない
し請求項４いずれか記載の発明において、前記せり上げ
部材の上面および受け部材の下面が３次元曲面に形成さ
れたことを特徴とするものである。したがって請求項６
記載の発明においては、水平面内のいずれの方向の振動
に対しても、免震効果を得ることができる。

【００１６】請求項７記載の発明は、前記請求項１ない
し請求項４いずれか記載の発明において、前記せり上げ
部材の上面および受け部材の下面が柱面に形成されたこ
とを特徴とするものである。したがって請求項７記載の
発明は、加工が容易であり、製作費が安価である。

【００１７】請求項８の発明は、前記請求項１ないし請
求項７いずれか記載の発明において、前記棚水平移動支
持手段がキャスターであることを特徴とするものであ
る。したがって請求項８の発明は、水平面内のいずれの
方向の振動にも対応して、免震効果を得ることができ
る。

【００１８】請求項９の発明は、前記請求項１ないし請
求項７いずれかに記載の発明において、前記棚水平移動
支持手段が、前記棚の下部に枢着された車輪であること
を特徴とするものである。したがって請求項９の発明
は、大重量の棚を支持することができ、また水平方向の
移動も円滑である。

【００１９】請求項１０の発明は、前記請求項１ないし
請求項９いずれか記載の発明において、前記回転体が前
記せり上げ部材の中心窪みに移動する方向へ前記棚を付
勢する復帰手段が設けられたことを特徴とするものであ
る。したがって請求項１０記載の発明は、地震の振幅が
大きい場合でも、回転体がせり上げ部材の外にこぼれ落
ちることなく、せり上げ部材の中心窪みに引き戻され
る。

【００２０】請求項１１の発明は、前記請求項１０記載
の発明において、前記復帰手段はバネであることを特徴
とするものである。したがって請求項１１の発明は、構
造が簡単であり、低コストで製造できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の免震棚の一実施形
態を示す正面図、図２は同免震棚の下部を示す平面図、
図３は同じく免震部を示す拡大側面図、図４は同じく棚
水平移動支持手段であるキャスター部を示す拡大側面
図、図５は同免震棚が床面に対し相対変位した状態の免
震部を示す拡大側面図、図６は同じく相対変位した状態
のキャスター部を示す拡大側面図、図７は同免震棚が傾
斜した状態のキャスター部と免震部を重ねて示す拡大側
面図である。

【００２２】まず図１および図２において、免震棚１は
いわゆる単柱式の棚であって、複数の下部前後方向部材
２と、それら下部前後方向部材２の中央に直立する支柱
３と、該支柱３の上端および下端をそれぞれ横方向に連
結する天井横継ぎ部材４および下部横継ぎ部材５とを備
え、上記下部前後方向部材２の前後端下部に設けられた
棚水平移動支持手段としてのキャスター６によって、床
面７上に設置されている。また、各支柱３には図示しな
い袖板が取付けられ、それら袖板に棚板（図示せず）が
載置される。

【００２３】上記下部横継ぎ部材５の下面複数個所（図
示例では３個所）には前後方向を向いた免震部取付部材
８が取付けられ、その前後端下方に免震部11が設けられ
る。

【００２４】次に図３により、免震部11を詳細に説明す
る。12は床面７上に一体に付設された盤状のせり上げ部
材であって、その上面12ａは中心が窪んでおり、その中
心窪みから離れるに伴って上方へ弯曲した形状、例えば
球状凹面に形成されている。そのせり上げ部材12の上面
に回転体としての球体13を介して載置された受け部材14
が、前記免震部取付部材８の前後端下面に一体に取付け
られる。この受け部材14の下面14ａは、中心が高く該中
心から離れるに伴って下方へ弯曲した形状、例えば球状
凹面に形成されている。

【００２５】また、図１、図３および図４に示されるよ
うに、球体13がせり上げ部材12の上面12ａ中心窪みと受
け部材14の下面14ａの中心最高点に位置した状態で、キ
ャスター６は床面７に密に接触している。したがってキ
ャスター６は、免震棚１の全重量またはその大部分を負
担し、免震棚１を水平方向に移動自在に支持している。

【００２６】次に、４個の免震部11からほぼ等距離の位
置で前記下部横継ぎ部材５の下面に取付けられたバネ取
付金具９と、上記免震部11のせり上げ部材12との間に４
本のバネ10が架装される（図２）。

【００２７】本実施形態では、球体13がせり上げ部材12
の上面12ａ中心窪みと受け部材14の下面14ａ中心最高点
に位置した状態すなわち平常時に、キャスター６が床面
７に密に接触し、免震棚１の全重量またはその大部分を
負担するので、球体13が圧縮荷重により非球面状に塑性
変形することもなければ、せり上げ部材12の上面12ａや
受け部材14の下面14ａに圧痕が生じる恐れもない。

【００２８】床面７が地震によって水平方向に振動する
と、球体13が対面するせり上げ部材12の上面12ａと受け
部材14の下面14ａ間で転動し、図５に示されるように、
せり上げ部材12と受け部材14との間に相対変位が生じ
る。この時、受け部材14は免震棚１とともに上方へせり
上げられる。その後、重力とバネ10による復元力とによ
って、図３に示される状態に戻り、さらに受け部材14が
惰性によって図３の左側へと移動し、せり上げられた後
は、再び図３に示される位置へ戻るという経過を繰返
す。このように受け部材14が水平運動とともに上下運動
を繰返すことにより、地震の水平振動エネルギーの一部
が上下振動エネルギーに変換され、その結果、受け部材
14への水平振動入力が減衰して、振動エネルギーが効果
的に減衰する。

【００２９】バネ10による復元力は、せり上げ部材12と
受け部材14との相対変位が大きいほど強い。したがっ
て、相対変位が図５に示される状態よりもさらに大きく
なって球体13がせり上げ部材12の外にこぼれ落ちそうな
場合でも、バネ10の強力な復元力によって受け部材14は
図３の状態に引き戻される。

【００３０】受け部材14が地震によって図５に示される
状態に変位した時、キャスター６も右方へ変位して、図
６に示されるように床面７上方へ浮き上がる。この時免
震棚１の全重量は受け部材14から球体13を介しせり上げ
部材12へ加わる。その後図４に示される状態に戻り、さ
らにキャスター６が図４で左方へと移動した後、再び図
４に示される位置へ戻るという経過を繰返す。図４に示
される状態になった瞬間は、免震棚１の重量の少なくと
も大部分を、キャスター６が負担する。

【００３１】前記は免震部11が理想的に作動し、球体13
がせり上げ部材12と受け部材14の間を滑らずに転動した
場合について述べたが、現実には、摩擦力の微妙なアン
バランスによって、せり上げ部材12，受け部材14と球体
13との間に滑りが発生し、各免震部11の球体13の移動量
に差が生じることが起り得る。そうすると、図７に示さ
れるように、免震棚１全体が傾斜することになるが、そ
の場合一方のキャスター６が床面７に接触するので、傾
斜角度は所定限度内に保持される。

【００３２】本実施形態では、平常時に免震棚１の重量
の全部または大部分を負担し、その免震棚１を水平面に
沿って移動自在に支持するとともに、その免震棚１が地
震により移動する全範囲に亘り、免震棚１を許容傾斜角
度以内に保持する棚水平移動支持手段としてキャスター
６が使用されているが、この棚水平移動支持手段はキャ
スターに限定されるものではなく、免震棚１の下部に枢
着された車輪のほか、種々の手段を用いることができ
る。またこの棚水平移動支持手段は、必ずしも免震棚１
に取付ける必要はなく、床面または地面に取付けるよう
にしてもよい。

【００３３】上記棚水平移動支持手段の他の一例とし
て、図８に示すものは、いわゆるボールキャスターと称
されるものである。球状のボール16とそのボール16を回
転自在に把持する支持具17とを備え、上部の重量を支持
しつつ水平な床面７上をあらゆる方向に移動できるよう
になっている。

【００３４】また図９に示すものは、図８に示すボール
キャスターのボール16と支持具17との間に、さらに複数
の小ボール18を配して、ボール16の回転を円滑にしたも
のである。

【００３５】上記棚水平移動支持手段のさらに別の例と
して、図１０に示すものは、上端が前記免震棚１の下部
前後方向部材２下部に取付けられ、少なくとも下面が摩
擦係数の小さい材料で形成された脚部材21と、その下面
に穿設された空間内に取付けられ、バネ23により下方へ
賦勢された突出部材22とを備えている。この突出部材22
の下面も摩擦係数の小さい材料で形成されている。平常
時は図１０（ａ）のように、突出部材22が免震棚１の重
量によりバネ23の張力に抗して脚部材21下端の空間内に
押込まれており、脚部材21はその下面が床面７に密に接
触して、免震棚１の重量の大部分を支持している。

【００３６】地震が発生して前記受け部材14が図５に示
される状態に変位すると、脚部材21も図中例えば右方へ
変位して、図１０（ｂ）に示されるように床面７を離れ
て浮き上り、突出部材22がバネ23の張力により下方へ突
出する。この突出量は、突出部材22上部のフランジ22ａ
によって所定限度以下に抑えられる。この時、免震棚１
の全重量は前記受け部材14から球体13を介してせり上げ
部材12へ加わる。その後図１０（ａ）に示される状態に
戻り、さらに脚部材21が再び図中左方へ、図１０（ｂ）
のように浮上りつつ移動した後、図１０（ａ）の状態へ
戻るという経過を繰返す。この場合、図１０（ａ）に示
される状態になる前に、突出部材22の下端が床面７に接
触した後、バネ23の張力に抗して突出部材22が脚部材21
内に次第に押込まれる。したがって、図１０（ａ）の状
態では、免震棚１の重量の大部分を脚部材21が負担する
けれども、その重量が瞬間的に作用するのではなく、そ
の衝撃はバネ23によって緩和される。

【００３７】本実施形態ではまた、回転体としての球体
13がせり上げ部材12の中心窪みに移動する方向へ免震棚
１を付勢する復帰手段として、バネ10が使用されている
が、この復帰手段はバネ以外のものでもよい。

【００３８】さらに本実施形態では、受け部材14の下面
14ａとせり上げ部材12の上面12ａがいずれも球状凹面で
あったが、これらは楕円面、回転放物面等、球面以外の
３次元２次曲面とすることもできるし、また円柱面、楕
円柱面等の柱面（平行な母線を有する２次曲面）にして
もよい。柱面とするのは、水平一方向のみ、例えば前後
方向のみの免震効果が得られればよい場合で、この場合
は、回転体も球体でなく円柱体を用いることができ、製
作費を削減できる。そして受け部材14の下面14ａの方
は、水平な平面であっても、本実施形態と同様の効果を
得ることができ、しかも製作費をさらに節減できる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の免震棚の一実施形態を示す正面
図である。

【図２】図２は同免震棚の下部を示す平面図である。

【図３】図３は同じく免震部を示す拡大側面図である。

【図４】図４は同じく棚水平移動支持手段であるキャス
ター部を示す拡大側面図である。

【図５】図５は同免震棚が床面に対し相対変位した状態
の免震部を示す拡大側面図である。

【図６】図６は同じく相対変位した状態のキャスター部
を示す拡大側面図である。

【図７】図７は同免震棚が傾斜した状態のキャスター部
と免震部を重ねて示す拡大側面図である。

【図８】図８は本発明に使用される棚水平移動支持手段
の他の例を示す縦断側面図である。

【図９】図９は図８の変形例である。

【図１０】図１０は棚水平移動支持手段のさらに別の例
を示す縦断側面図である。

【図１１】図１１は従来の免震装置の一例を示す側面図
である。

【図１２】図１２は従来の免震装置の他の例を示す側面
図である。

【符号の説明】

１…免震棚、２…下部前後方向部材、３…支柱、４…天
井横継ぎ部材、５…下部横継ぎ部材、６…キャスター、
７…床面、８…免震部取付部材、９…バネ取付金具、10
…バネ、11…免震部、12…せり上げ部材、13…球体、14
…受け部材、16…ボール、17…支持具、18…小ボール、
21…脚部材、22…突出部材、23…バネ。

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月１６日（２００１．３．１
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】例えば、図１１に示される特開平９−２５
９９０号公報の免震装置01は、下面04が球状凹面に形成
された上部支承体02と、上面05が球状凹面に形成されて
上記上部支承体02の球状凹面04に対面して配された下部
支承体03と、上部支承体02の下面04と下部支承体03の上
面05との間に介装された弾性転動体06とを具備してい
る。建物の基礎または床07等が地震によって水平方向
（Ｈ方向）に振動すると、弾性転動体06が上部支承体02
と下部支承体03との対面する面04，05間で転動し、上部
支承体02と下部支承体03との間に相対変位が生じ、上部
支承体02への振動入力が減衰し、振動エネルギーが効果
的に減衰するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】また、図１２に図示される特開平９−２４
８２２３号公報の免震装置011は、すりばち形の凹部01
4，015がそれぞれ形成された台座013と上蓋012を、互い
に対面させて床面017と設置物018の下面との間に設け、
上記各凹部014，015の周囲に縦壁部012ａ，013ａを形成
するとともに、上記凹部014，015内に球体016を配設し
たものである。そして、上記縦壁部013ａの上面および
縦壁部012ａの下面が水平面を構成しており、台座013の
上に上蓋012を被せた時には、前記下面と上面が円周上
に沿って当接するようになっている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】請求項７記載の発明は、前記請求項１ない
し請求項４いずれか記載の発明において、前記せり上げ
部材の上面および受け部材の下面が母線がほぼ水平な柱
面に形成されたことを特徴とするものである。したがっ
て請求項７記載の発明は、加工が容易であり、製作費が
安価である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】さらに本実施形態では、受け部材14の下面
14ａとせり上げ部材12の上面12ａがいずれも球状凹面で
あったが、これらは楕円面、回転放物面等、球面以外の
３次元２次曲面とすることもできるし、また母線がほぼ
水平な円柱面、楕円柱面等の柱面（平行な母線を有する
２次曲面）の凹みにしてもよい。柱面の凹みとするの
は、水平一方向のみ、例えば前後方向のみの免震効果が
得られればよい場合で、この場合は、回転体も球体でな
く円柱体を用いることができ、製作費を削減できる。そ
して受け部材14の下面14ａの方は、水平な平面であって
も、本実施形態と同様の効果を得ることができ、しかも
製作費をさらに節減できる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｅ Ｆターム(参考） 3B054 AA02 BA03 BA09 BA13 BB03 BB08 BB12 FA01 3B069 CA03 DA07 HA02 3J048 AA03 BC01 BG02 DA01 EA38

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床面または地面に設置される棚において、 上面の中心が窪んでおり、その中心窪みから離れるに伴
   なって上方へ弯曲したせり上げ部材が、床面または地面
   に一体に付設され、 該せり上げ部材上面に回転体を介して載置される受け部
   材が、棚の下部に一体に取付けられ、 前記回転体が前記せり上げ部材の上面中心窪みに位置し
   た状態で、前記棚の重量の全部または大部分を負担し、
   該棚を水平面に沿って移動自在に支持するとともに、該
   棚が地震により移動する全範囲に亘り、該棚を許容傾斜
   角度以内に保持する棚水平移動支持手段が設けられたこ
   とを特徴とする免震棚。
2. 【請求項２】前記棚水平移動支持手段が前記棚に取付け
   られたことを特徴とする請求項１記載の免震棚。
3. 【請求項３】前記棚水平移動支持手段が前記床面または
   地面に取付けられたことを特徴とする請求項１記載の免
   震棚。
4. 【請求項４】前記受け部材の下面は中心が高く該下面中
   心から離れるに伴なって下方へ弯曲したことを特徴とす
   る請求項１ないし請求項３いずれか記載の免震棚。
5. 【請求項５】前記受け部材の下面が水平な平面に形成さ
   れたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか
   記載の免震棚。
6. 【請求項６】前記せり上げ部材の上面および受け部材の
   下面が３次元曲面に形成されたことを特徴とする請求項
   １ないし請求項４いずれか記載の免震棚。
7. 【請求項７】前記せり上げ部材の上面および受け部材の
   下面が柱面に形成されたことを特徴とする請求項１ない
   し請求項４いずれか記載の免震棚。
8. 【請求項８】前記棚水平移動支持手段がキャスターであ
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか記
   載の免震棚。
9. 【請求項９】前記棚水平移動支持手段は、前記棚の下部
   に枢着された車輪であることを特徴とする請求項１ない
   し請求項７いずれかに記載の免震棚。
10. 【請求項１０】前記回転体が前記せり上げ部材の中心窪
    みに移動する方向へ前記棚を付勢する復帰手段が設けら
    れたことを特徴とする請求項１ないし請求項９いずれか
    記載の免震棚。
11. 【請求項１１】前記復帰手段がバネであることを特徴と
    する請求項１０記載の免震棚。