JP2007278312A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は地震に対して優れた免振装置を提供する。
【解決手段】 この免震装置は、天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、前記垂直部材と水平部材の交差部に粘弾性体を装着してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、部材間における振子を構成とする免震装置に関する。

従来の免震装置には、積層ゴム、板の滑り、ボールベアリング等を使用の免震装置がある。
例えば、通信機器を格納する箱型構造物であるラックは、建物の床に設置されているので、地震時に建物が揺れれば、床が揺れると共に、ラックも揺れる。大地震時には、ラックの耐震化は、種々検討されているが、ラックの耐震化が必要ではなく、ラック内部に格納されている通信機器等が、地震によって、損傷を受けないようにすることが必要である。
例えば、ラックは、通信機器を多段に収納するために、鉛直材（内部構造体）と、鉛直材の転倒を防止するための材（外部構造体）により構成されている。

特開平１１−１２５３０８号公報

そこで、ラックの耐震化は、外部構造体の剛性を高めることにより地震時における変形を小さくすることで目的を達成しようとしているが、この考えでは応答加速度が増大し、これに抵抗するためには、更に、剛性を高めることが必要であり悪循環となるし、内部に収納されている通信機器に生ずる加速度も大きくなり、通信機器に悪影響を及ぼす。
今日、ラックは益々骨太になり、強固なものであるが、通信機器が地震時に損傷を受けない手段があれば、ラックの構造は軽量なものになる。
そのため、本願は、建物の構造体に生ずる振動を遮断するラックにおける免震装置を提供する。

請求項１の免震装置は、天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材３と垂直部材４に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、垂直部材と水平部材の交差部に粘弾性体８を装着してなるものである。
請求項２の免震装置は、天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、垂直部材に一対の腕３ａを設けて、その腕３ａと水平部材４の交差部５ａに粘弾性体８を装着してなるものである。

請求項３の免震装置は、天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、相対する垂直部材３に、腕３ｂと腕３ｂが相対する位置まで延設し、その腕３ｂと腕３ｂとの交差部５ａに粘弾性体８を介して連結する構造である。
請求項４の免震装置は、床に回動可能に垂設の垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、前記垂直部材と水平部材の交差部に粘弾性体８を装着し、水平部材４の中央部と垂直部材３との間に弾性体１５が張設してある。

請求項５の免震装置は、天井に吊り下げた垂直部材３と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、前記垂直部材と水平部材の隅部にダンパーを取り付けてある。
請求項６の免震装置は、床に回動可能に垂設の垂直部材３と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、前記垂直部材と水平部材の隅部にダンパーを取り付けてあり、且つ、水平部材４の中央部と垂直部材３との間に弾性体１５が張設してある。
請求項７の免震装置は、天井に吊り下げた垂直部材３に振子状態でラックを吊り下げ、
ラックの底部の下に粘性体８Ａが充填の容器２０を設置し、前記ラックの底部には、前記粘性体８Ａに埋没する状態の突起２１が取り付けてある。

請求項１〜７の免震装置は、建物の構造体に生ずる振動を遮断可能な軽量なラックに適用することができる。

本願の発明の実施例を図面を参照して説明すると、図１（Ａ）はラックに適用の免震装置、図１（Ｂ）は振動したときの状態図、図１（Ｃ）は免震装置の平面図、図１（Ｄ）は原理図である。
この免震装置は、図１（Ｄ）に示すような自由な物体（振子）１に対し、回動可能な天井２からの支持体（垂直部材）３と側部の壁７との間にダンパー５とで支持される構造である。

天井２から４本の垂直部材３で吊下げ、床６から浮いた振子としてのラック１は、図１（Ｄ）に示す免震装置として作用する。
尚、この垂直部材３は、天井２とラック１の取り付け部において、各々回動可能に取り付けてある。
又、前記垂直部材３と垂直部材３で形成の各面においては、垂直部材３を挟んで、上下に配設した水平部材（全部で１６本）４がピン１１を介して回動可能に連結されていて、垂直部材３と水平部材４の交差部５ａは粘弾性体８で連結してあり、この粘弾性体８で連結する構造は種々ある。

これらの粘弾性体８で連結する構造について、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）について説明する。
図２（Ａ）は、垂直部材３と、その垂直部材３の両側に配設の水平部材４をピン１１を介して回動可能に結合してある。又、その垂直部材３の両側で挟着する水平部材４との交差部５ａには、粘弾性体８が装着してある。即ち、垂直部材３と水平部材４は粘弾性体８を介して連結してある。
図２（Ｂ）は、垂直部材３と、その垂直部材３の両側に配設の水平部材４をピン１１を介して回動に結合してある。そして、垂直部材３と水平部材４を粘弾性体８で連結するにあたって、垂直部材３に一対の腕３ａを水平部材４に対応する位置に短く形成し、それら一対の腕３ａと水平部材４の交差部５ａに粘弾性体８を介して連結する構造である。

図２（Ｃ）は、垂直部材３と、その垂直部財３の両側に配設の水平部材４がピン１１で回動可能に結合してある。そして、垂直部材３と水平部材４を粘弾性体８で連結するにあたって、相対する垂直部材３に、腕３ｂと腕３ｂが相対する位置まで延設し、その腕３ｂと腕３ｂとの交差部５ａに粘弾性体８を介して連結する構造である。
以上のように、垂直部材３と水平部材４を粘弾性体８を介して連結するに当たって種々の構成があるが、何れを選択するかは、使用構造等を考慮して選択する。
尚、前記交差部５ａは、粘弾性体８によってダンパー作用をする。また、前記水平部材４の本数等は適宜選定可能であり、粘弾性体８には、例えば、有機ポリマーを含むアスファルト等が用いられる。

前記図１（Ａ）に示すラック１は、床に浮いた振子状態であり、垂直部材３の長さを１００ｃｍとすると、固有振動周期は、ラック１の長期周期（約２秒）となり、地震時の免震装置１０Ａとしては十分な機能を果たす。しかし、この状態では、地震時に建物が揺れれば、免震装置等も揺れ、この振動周期は長時間持続するので好ましくなく、短時間で揺れを止めるにはダンパー５が必要である。
ダンパー５の構成は、天井２とラック１に回動可能に取り付けた垂直部材３と水平部材４との交差部５ａに、粘弾性体８で連結した構造であり、振動エネルギーを吸収材として機能させる。この粘弾性体８は、垂直部材３の相互回転によりせん断変形を強制され、この粘弾性体８のせん断変形の許容量は、粘弾性体８の厚みに比例するので、ラック１としての振幅に対して、垂直部材３の幅を選択すれば、最も高い経済性が得られる。
振動エネルギーの吸収量の調整は、粘弾性体８の取付け箇所の数で可能であり、ダンパー５は地震時におけるラック１の応答量を減少させるので好ましい。

前記図１に示す免震構造は、４本の垂直部材で天井２からラック１を吊り下げ、前記垂直部材３で形成の各面には、水平部材４が配置してあり、垂直部材３と水平部材４は、交差部５ａで粘弾性体８を介して連列の構造である。この免震装置１０Ａは、建物の天井２の水平方向の揺れに対して追従する。

次に、図３（Ａ）に示す免震装置１０Ｂについて説明する。尚、図３（Ｂ）は振動したときの状態図、図３（Ｃ）は平面図、図３（Ｄ）は原理図である。
この免震装置１０Ｂは、図３（Ｄ）に示すような自由な物体（振子）１に対し、床６と回動可能に連結の支持体（垂直部材）３と、側部の壁７との間にダンパー５と弾性体（バネ等）１５で支持される構造である。

図３（Ｄ）に示す免震装置１０Ｂをラック１に適用する。ラック１は床６において回動可能な連結具１３に固定の４本の垂直部材３と、相対する垂直部材３と垂直部材３の間で、垂直部材３の両側に、横設の水平部材４とで門柱を構成する。
そして、ラック１は、床から浮いた状態の振子として、前記水平部材４に回動可能に、４箇所で吊り下げられる。又、水平部材４の中央部と垂直部材３との間に、弾性体（バネ等）１５が張設してある。
又、粘弾性体８は、図２（Ａ）に示すように、垂直部材３と水平部材４の交差部５ａの間に装着しても良いし、図２（Ｂ）に示すように垂直部材３に一対の腕３ａ形成して、その腕３ａと水平部材４との間に装着する構造であってもよいし、更には、図２（Ｃ）に示す構造であってもよい。

この免震装置１０Ｂは、前記免震緒装置１０Ａの垂直部材３が引っ張り力作用するのと異なり、圧縮力が作用する。尚、弾性体１５は、構造の安定化を図るために取り付けてある。

次に、他の免震装置１０Ｃについて、図４を参照して説明する。天井２に回動可能に垂直部材３が吊下げてあり、この垂直部材３はラック１に回動可能に取り付けてある。又、前記ラック１を吊り下げている垂直部材３と垂直部材３の間において、水平部材４が所定の間隔を隔てて横設してある。
そして、垂直部材３と水平部材４の交差部には、図２（Ａ）に示すような粘弾性体８による連結ではなく、垂直部材３と水平部材４の隅部に、ダンパー５が取り付けてある。
この免震装置１０Ｃは、ラック１に対し、ダンパー５作用によって構成してある。
又、図５に示す免震装置１０Ｄは、前記図３に示す免震装置１０Ｂと、交差部５ａにおける粘弾性体８に替えて、ダンパー５を用いる構造であり、ダンパー５は、垂直部材３と水平部材４の隅部に取り付ける。
従って、この免震装置１０Ｄは、弾性体１５とダンパー５とで揺れを吸収する。

次に示す免震装置１０Ｅは、図６に示すように、天井２に取付けの垂直部材３でラック１を吊り下げる。尚、前記垂直部材３は、天井２とラック１において回動可能に取り付けてある。又、前記ラック１の底部の下には、容器２０が床６に固定して設置してあり、その容器２０内には粘性体８Ａが充填してある。一方、前記ラック１の底部には、前記粘性体８Ａに埋没する状態の突起２１が取り付けてある。
地震時には、天井２と床６が揺れ、ラック１は相互移動する。床６に固定の容器２０中の粘性体（例えば、シリコンオイル）８Ａに埋没状態の突起２１は、粘性体８Ａによって移動に対して抵抗となり、この抵抗が振動エネルギーの吸収となり、振動は早期に収斂することができる。

以上のように、ラックに対する種々の構成の免震装置について説明したが、前記ラックの他、種々の物品に適用できる。
又、前記免震装置１０Ａ〜１０Ｅは、構成を異にし、単独の構成で説明したが、それらの免震装置を適宜組み合せて、異なる構成の免震装置として適用してもよいことはいうまでもない。

（Ａ）はラックに適用の免震装置１０Ａ、（Ｂ）は振動したときの状態図、（Ｃ）は免震装置の平面図、（Ｄ）は原理図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、粘弾性体で連結する構造である。 （Ａ）は免震装置１０Ｂ、（Ｂ）は振動したときの状態図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は原理図である。 異なる構成の免震装置１０Ｃの概念図である。 異なる構成の免震装置１０Ｄの概念図である。 異なる構成の免震装置１０Ｅの概念図である。

符号の説明

１ ラック
２ 天井
３ 垂直部材
４ 水平部材
５ ダンパー
５ａ 交差部
６ 床
８ 粘弾性体
８Ａ 粘性体
１０Ａ〜１０Ｅ 免震装置
１５ 弾性体

Claims (7)

1. 天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、
   前記垂直部材と水平部材の交差部に粘弾性体を装着してなることを特徴とする免震装置。
2. 天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、
   垂直部材に一対の腕を設けて、その腕と水平部材の交差部に粘弾性体を装着してなることを特徴とする免震装置。
3. 天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、
   相対する垂直部材に、腕と腕が相対する位置まで延設し、その腕と腕との交差部に粘弾性体を介して連結することを特徴とする免震装置。
4. 床に回動可能に垂設の垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、
   前記垂直部材と水平部材の交差部に粘弾性体を装着し、水平部材の中央部と垂直部材との間に弾性体が張設してあることを特徴とする免震装置。
5. 天井に吊り下げた垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、前記垂直部材と水平部材の隅部にダンパーを取り付けてなることを特徴とする免震装置。
6. 床に回動可能に垂設の垂直部材と、垂直部材と垂直部材に横設する水平部材をピンで回動可能に結合の構造であって、その構造に振子状態でラックを吊り下げ、前記垂直部材と水平部材の隅部にダンパーを取り付けてあり、且つ、水平部材の中央部と垂直部材との間に弾性体が張設してあることを特徴とする免震装置。
7. 天井に吊り下げた垂直部材に振子状態でラックを吊り下げ、
   ラックの底部の下に粘弾性体が充填の容器を設置し、前記ラックの底部に前記粘弾性体に埋没する状態の突起を取り付けることを特徴とする免震装置。

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