JP2008232362A - Equipment supporting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免震装置に隣接して配置される機器を搭載し、移動可能に支持する機器支持装置に関する。 The present invention relates to a device support device that mounts a device disposed adjacent to a seismic isolation device and supports the device in a movable manner.
クリーンルーム内で稼動される高価で貴重な機器(精密機器)は、地震による被害を避けるため、免震床に設置され、免震化されている(特許文献1)。 Expensive and precious equipment (precision equipment) operated in a clean room is installed on a seismic isolation floor to avoid earthquake damage (Patent Document 1).
ところで、精密機器を稼動させるには、精密機器への電気、水等の供給に加えて、精密機器への原材料の供給や、加工した製品の精密機器からの受け取り等の支援を行う機器(支援機器)が必要である。 By the way, in order to operate precision equipment, in addition to supplying electricity, water, etc. to precision equipment, equipment that supports the supply of raw materials to precision equipment and the receipt of processed products from precision equipment (support) Equipment).
一例として、図11に示すように、精密機器10の一側面には、原材料の供給や加工した製品の受け取りなどを行う支援機器20が隣り合って配置され、精密機器10の他の一側面には、支援機器30が隣り合って配置されている。
As an example, as shown in FIG. 11, a
このようなレイアウトでは、地震時に、精密機器10と支援機器20、30が衝突しないように、精密機器10のみでなく、支援機器20、30も含めて免震床40に設置する必要がある。
In such a layout, it is necessary to install not only the
支援機器20、30の代表例としては、クリーンルームに設置されたステッパに隣接して配置されるコータ、デベロッパ等が挙げられるが、十分な耐震強度を備え、壊れても代替品が容易に入手でき、比較的安価である等の理由から、本来免震化の必要のない機器もある。
Typical examples of the
このような事実から、図12に示すように、免震床40ではなくて、精密機器10だけを免震装置12で免震化し、支援機器20、30は、地震時の精密機器10の移動範囲13を避けて、免震装置12から間隔Sを設けて配置する対応が考えられる。
From such a fact, as shown in FIG. 12, not the
しかし、かかる配置とした場合には、精密機器10と支援機器20、30との間が間隔Sだけ余計に離れるため、物の受け渡しに不都合が生じ、精密機器10の作業効率が低下するという問題がある。
However, in such an arrangement, the
更には、間隔Sは機器等が設置できない空間であり、クリーンルームの有効利用の面から、クリーンルームのレイアウト効率が低下するという問題もある。
本発明は上記事実に鑑み、機器支持装置を免震化せずに、免震台に搭載された機器と機器搭載台に搭載された機器とを隣接して配置しても、互いの衝突を避けることを課題とする。 In view of the above-mentioned fact, the present invention does not make the device support device seismic isolation, and even if the device mounted on the base isolation table and the device mounted on the device mounting table are arranged adjacent to each other, they can collide with each other. The challenge is to avoid it.
請求項1に記載の発明は、免震装置の免震台に隣接して配置される機器搭載台と、前記機器搭載台を移動可能に支持し、地震時に、前記機器搭載台を前記免震台から離す方向に移動させる支持機構と、を有することを特徴としている。
The invention according to
請求項1に記載の発明では、地震時に、支持機構が機器搭載台を、免震台から離す方向に移動させる。 In the first aspect of the invention, the support mechanism moves the device mounting base in a direction away from the base isolation table during an earthquake.
これにより、免震台と隣接して配置した機器搭載台の衝突を避けることができる。この結果、免震台に搭載された機器と機器搭載台に搭載された機器とを隣接して配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。 Thereby, the collision of the equipment mounting base arrange | positioned adjacent to the base isolation table can be avoided. As a result, even if the device mounted on the base isolation table and the device mounted on the device mounting table are arranged adjacent to each other, it is possible to avoid collision with each other during an earthquake.
また、支持機構は、機器搭載台を免震装置の免震台から離す水平一方向のみの移動でよいため、水平方向の全範囲の移動が要求される免震装置の免震機構に比べ簡単な機構で実現でき、コスト的に安価となり、コストアップが抑えられる。 In addition, the support mechanism can be moved only in one horizontal direction to move the equipment mounting base away from the base isolation base of the base isolation device, so it is simpler than the base isolation system of the base isolation device that requires movement in the entire horizontal range. Can be realized with a simple mechanism, and the cost is low, and the cost increase is suppressed.
更に、支持機構は水平一方向のみの移動でよく、機器搭載台の移動範囲が限定されるため、クリーンルームのレイアウト効率を向上させることができる。 Furthermore, the support mechanism may be moved only in one horizontal direction, and the range of movement of the device mounting base is limited, so that the layout efficiency of the clean room can be improved.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の機器支持装置において、前記免震台に搭載された機器の稼動を支援する支援機器を、前記機器搭載台に搭載したことを特徴としている。
The invention according to
請求項2に記載の発明では、地震時に、免震台に搭載された機器の稼動を支援する支援機器を搭載した機器搭載台が、免震台から離れる方向に移動する。
In the invention according to
これにより、免震台に搭載された機器に隣接して機器搭載台に搭載された支援機器を配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。 Thereby, even if the support equipment mounted on the equipment mounting base is arranged adjacent to the equipment mounted on the base isolation base, it is possible to avoid mutual collision during an earthquake.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の機器支持装置において、前記支持機構は、前記機器搭載台を前記免震台から離す方向に付勢するバネ部材と、前記バネ部材で付勢された状態で、前記機器搭載台を前記免震台の隣に固定するロック機構と、前記地震を検知し、前記検知した結果に基づき前記ロック機構を解除する解除手段と、を有することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the equipment support device according to the first or second aspect, the support mechanism includes a spring member that urges the equipment mounting base in a direction away from the base isolation table, and the spring member. A locking mechanism for fixing the device mounting base next to the base isolation table and a release means for detecting the earthquake and releasing the locking mechanism based on the detection result. It is characterized by that.
請求項3に記載の発明では、解除手段が地震を検知し、検知結果に基づきロック機構を解除する。固定が解除された機器搭載台は、免震台から離す方向に付勢したバネ部材の復元力で、免震台から離れる方向へ移動する。 In the invention according to claim 3, the release means detects the earthquake and releases the lock mechanism based on the detection result. The device mounting base that has been released moves in a direction away from the base isolation table by the restoring force of the spring member biased away from the base isolation base.
これにより、免震台に搭載された機器と機器搭載台に搭載された機器を隣接して配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。 Thereby, even if the device mounted on the base isolation table and the device mounted on the device mounting base are arranged adjacent to each other, it is possible to avoid collision with each other during an earthquake.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の機器支持装置において、前記免震装置は、前記免震台を支持する免震滑り材と、床面に配置され前記免震滑り材を受ける免震滑り板とを備え、前記支持機構は、前記機器搭載台を支持する滑り材と、床面に配置され前記滑り材を受ける滑り板とを備え、前記支持機構の前記滑り材と前記滑り板との動摩擦係数を、前記機器搭載台が前記免震台に近づく方向をμ1、前記機器搭載台が前記免震台から離れる方向をμ2とし、前記免震滑り材と前記免震滑り板との動摩擦係数がμである場合において、前記動摩擦係数μ、μ1、μ2の関係を、μ1>μ>μ2としたことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the equipment support device according to the first or second aspect, the seismic isolation device includes a seismic isolation sliding material that supports the base isolation table, and a seismic isolation slip disposed on a floor surface. A seismic isolation sliding plate that receives the material, and the support mechanism includes a sliding material that supports the device mounting base, and a sliding plate that is disposed on a floor surface and receives the sliding material, and the sliding material of the support mechanism And the sliding plate, the direction in which the equipment mounting base approaches the base isolation table is μ 1 , the direction in which the equipment mounting base is separated from the base isolation base is μ 2 , and the base isolation sliding material and the sliding plate When the dynamic friction coefficient with the seismic isolation sliding plate is μ, the relationship between the dynamic friction coefficients μ, μ 1 , and μ 2 is μ 1 >μ> μ 2 .
請求項4に記載の発明では、地震時に、免震台が機器搭載台に近づく方向へ移動し、同時に機器搭載台が免震台から離れる方向へ移動する場合においては、機器搭載台を支える滑り材と滑り板との動摩擦係数μ2の方が、免震台を支える免震滑り材と免震滑り板との動摩擦係数μより小さく、移動しやすいため、機器搭載台が免震台から離れる方向に移動する移動距離の方が、免震台が機器搭載台の方へ移動する移動距離より長くなり、免震台は機器搭載台に追いつけない。
In the invention according to
一方、機器搭載台が免震台に近づく方向へ移動し、同時に免震台が機器搭載台から離れる方向へ移動する場合においては、免震台を支える免震滑り材と免震滑り板との動摩擦係数μの方が、機器搭載台を支える滑り材と滑り板との動摩擦係数μ1より小さく、移動しやすいため、免震台が機器搭載台から離れる方向の移動距離の方が、機器搭載台が免震台に近づく方向の移動距離より長くなり、機器搭載台は免震台に追いつけない。 On the other hand, when the equipment mounting base moves in the direction approaching the base isolation base and at the same time the base isolation base moves away from the equipment mounting base, the seismic isolation sliding material that supports the base isolation base and the base isolation sliding plate The coefficient of dynamic friction μ is smaller than the coefficient of dynamic friction μ 1 between the sliding material and the sliding plate that supports the equipment mounting base, and it is easy to move. The base will be longer than the moving distance in the direction of approaching the base, and the equipment mounting base cannot catch up with the base.
これにより、機器搭載台と免震台とは、お互いに地震前の距離以上に近づくことはなく、免震台に搭載された機器と機器搭載台に搭載された機器を隣接して配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。 As a result, the equipment mounting base and the base isolation table do not approach each other more than the distance before the earthquake, and the equipment mounted on the base isolation base and the equipment mounted on the equipment mounting base are arranged adjacent to each other. Even during an earthquake, you can avoid collisions with each other.
請求項5に記載の発明は、請求項1又は2に記載の機器支持装置において、前記免震装置は、前記免震台を支持する免震滑り材と、床面に配置され前記免震滑り材を受ける免震滑り板とを備え、前記支持機構は、床面に配置したレールと、前記機器搭載台に設けられ、前記レールに沿って移動するガイド部材と、で構成され、前記レールは、前記免震台から離れる方向に下がり勾配となっており、前記ガイド部材が前記レールを上るときの抵抗力をF1、前記ガイド部材が前記レールを下るときの抵抗力をF2とし、前記免震滑り材が前記免震滑り板を滑るときの抵抗力がFである場合において、前記抵抗力F、F1、F2の関係を、F1>F>F2としたことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the equipment support device according to the first or second aspect, the seismic isolation device includes a seismic isolation sliding material that supports the base isolation table, and a seismic isolation slip disposed on a floor surface. A base-isolating sliding plate that receives the material, and the support mechanism includes a rail disposed on a floor surface, and a guide member that is provided on the equipment mounting base and moves along the rail. , The slope is descending in a direction away from the base, the resistance when the guide member goes up the rail is F 1 , and the resistance when the guide member goes down the rail is F 2 , In the case where the resistance force when the base isolation sliding material slides on the base isolation sliding plate is F, the relationship between the resistance forces F, F 1 and F 2 is F 1 >F> F 2 Yes.
請求項5に記載の発明では、地震時に、免震台が機器搭載台に近づく方向へ移動し、同時に機器搭載台が免震台から離れる方向へ移動する場合においては、機器搭載台が下がり勾配のレールを下るときの抵抗力F2の方が、免震滑り材が免震滑り板を滑るときの抵抗力Fより小さく、移動しやすい。この結果、機器搭載台の移動距離は免震台の移動距離より長くなり、免震台は機器搭載台に追いつけない。 In the invention according to claim 5, when the seismic isolation table moves in a direction approaching the equipment mounting table at the time of an earthquake and the equipment mounting table moves in a direction away from the seismic isolation table at the same time, the equipment mounting table has a downward slope. better resistive force F 2 at the time down the rail, less than the resistance force F when the seismic isolation sliding member slides the seismic isolation sliding plate, easy to move. As a result, the movement distance of the equipment mounting base becomes longer than the movement distance of the base isolation base, and the base isolation base cannot catch up with the equipment mounting base.
一方、機器搭載台が免震台に近づく方向へ移動し、同時に免震台が機器搭載台から離れる方向へ移動する場合においては、免震滑り材が免震滑り板を滑るときの抵抗力Fの方が、機器搭載台が下がり勾配のレール上面を上るときの抵抗力F1より小さく移動しやすい。この結果、免震台の移動距離は機器搭載台の移動距離より長くなり、機器搭載台は免震台に追いつけない。 On the other hand, when the equipment mounting base moves in the direction approaching the base mounting base and at the same time the base isolation base moves away from the equipment mounting base, the resistance force F when the base isolation sliding material slides on the base isolation sliding plate F it is less likely to move than the resistance force F 1 when climbing the rail upper surface of the slope device mounting base is lowered in. As a result, the movement distance of the base isolation table becomes longer than the movement distance of the equipment mounting base, and the equipment mounting base cannot catch up with the base isolation base.
これにより、機器搭載台と免震台とは、お互いに地震前の距離以上に近づくことはなく、免震台に搭載された機器と機器搭載台に搭載された機器を隣り合わせに配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。 As a result, the equipment mounting base and the base isolation table do not approach each other more than the distance before the earthquake, and even if the equipment mounted on the base isolation base and the equipment mounted on the equipment mounting base are arranged next to each other, In the event of an earthquake, collisions can be avoided.
本発明は上記構成としてあるので、機器支持装置を免震化せずに、免震台に搭載された機器と機器搭載台に搭載された機器とを隣接して配置しても、互いの衝突を避けることができる。 Since the present invention has the above-described configuration, even if the equipment mounted on the base isolation table and the equipment mounted on the equipment mounting base are arranged adjacent to each other without making the equipment support device seismic isolation, they collide with each other. Can be avoided.
(第1の実施の形態)
図1、図2に示すように、精密機器10は、地震時の振動を絶縁する免震装置12で免震化された状態で稼動している。免震装置12は、地震時には、破線14で囲まれた移動範囲を、XY方向に自由に移動しながら精密機器10を免震し、精密機器10を損傷や故障から防ぐ。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
免震装置12は、精密機器10を搭載する免震台11を有している。免震台11の下面と床面15との間には、地震時に、床面15の振動から免震台11を絶縁する免震機構16が備えられている。
The
免震機構16は、免震台11の下面に取り付けられ、免震台11を移動可能に支持する免震滑り材17を有している。
The
免震滑り材17は、鋼材を樹脂コーティングしたもので、免震滑り板18と円形の接触面で接している。
The seismic
免震滑り板18は、例えば平板状のステンレス鋼で構成され、免震滑り材17が位置する床面15に配置され、免震滑り材17を受けている。免震滑り板18は、免震台11のXY方向の移動範囲14より大きい範囲に配置されている。
The seismic
この結果、免震滑り材17は、地震時には、破線14の移動範囲内で免震滑り板18の上を、最大S1の距離までXY方向に自由に滑りを生じ、免震台11を床面15の振動から絶縁し、免震台11に搭載された精密機器10を免震する。
As a result, the seismic
精密機器10に隣接して支援機器30が配置されている。支援機器30は、精密機器10に加工用の材料を供給したり、精密機器10から加工済み製品を受け取るなど、精密機器10の稼動を直接若しくは間接に支援する機器である。
A
支援機器30は、機器支持装置32に載置され、機器支持装置32に載置された状態で精密機器10を支援する。
The
機器支持装置32は、支援機器30を搭載する機器搭載台31を有している。
The
機器搭載台31は、機器搭載台31と床面15との間に備えた支持機構39で床面15に対し移動可能に支持され、地震時には支援機器30をR方向に移動させ、免震台11から離す。
The
機器搭載台31の下部には、ガイド36が取り付けられている。 ガイド36はレール34を跨ぐ形状に鋼板若しくは樹脂で形成され、機器搭載台31を支持した状態でレール34の上を摺動する。
A
レール34は、床面15に配置され、ガイド36を受ける。レール34は、鋼材で形成され、図示の右方向(R方向)、即ち、免震台11から離れる方向に向けて延設されている。レール34の長さは、機器搭載台31が距離S2を移動するのに必要な長さとされている。ここに距離S2は、免震台11が機器搭載台31の方向へ移動する距離S1より長い距離である。
The
また、支持機構39は、機器搭載台31を免震台11から離す方向に付勢するバネ機構40を備えている。バネ機構40は、バネ41の一端を機器搭載台31の端面31bに取り付け、バネ41の他端をバネ部材固定具42に取り付け、バネの復元力で機器搭載台31を、免震台11から離す方向(図示のR方向)に付勢している。なお、バネ部材固定具42は、床面15に固定されている。
Further, the
また、支持機構39は、バネ機構40が機器搭載台31を免震台11から離す方向に付勢した状態で、機器搭載台31を免震台11の隣に固定するロック機構43を有している。
The
ロック機構43は、床面に固定されたエアシリンダー44を備えている。このエアシリンダー44のロット48は伸縮可能とされ、伸びた状態で、機器搭載台31の下部に凹状に設けられた固定凹部47に挿入され、縮めるとロット48の固定凹部47から外れる。
The
なお、ロット48の伸縮は、床面15に設けられた制御部(図示せず)からの指令(固定指令、解除指令)に基づいてなされる。更に、床面15には、振動センサ(図示せず)が配置されている。この振動センサは地震を検知すると、地震情報を制御部に出力する。
The expansion and contraction of the
次に、本発明の作用について図3を用いて説明する。 Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIG.
機器搭載台31が所定位置へ設置された時に、制御部は、操作者のロック操作を受けエアシリンダー41に固定指令を出す。エアシリンダー41は固定指令を受けてロット48を伸ばし固定凹部47へロット48を挿入し固定凹部47を係止する。この結果、機器搭載台31は所定位置にロックされる。更に、そのロック状態が維持される。
When the
一方、地震時には、振動センサが地震を検知し、地震情報を制御部へ出力する。制御部は入力された地震情報を判断し、入力された値が予め定めた閾値より大きい場合には、エアシリンダー41に解除指令を出す。エアシリンダー41は解除指令を受け、ロット48を縮め、固定凹部47からロット48を抜き出す。この結果、機器搭載台31のロックは解除される。
On the other hand, during an earthquake, the vibration sensor detects the earthquake and outputs earthquake information to the control unit. The control unit determines the input earthquake information, and issues a release command to the
ロット48と固定凹部47との係止が解除されることで、機器搭載台31はバネ41の復元力で、免震台11から離れる方向(矢印Rの方向)にガイド36と共にレール34の上を摺動しながら距離S2だけ移動し、破線34の位置に到達する(図1参照)。
By releasing the lock between the
この結果、精密機器10が免震台11に搭載された状態で、支援機器30の方向に距離S1だけ移動しても、機器搭載台31は免震台11から離される方向(矢印Rの方向)に距離S2だけ移動しており、S1<S2とすれば免震台11の移動範囲14の外となる。
As a result, even if the
このため、精密機器10と支援機器30とを隣接して配置しても、免震台11に搭載された精密機器10と、機器搭載台31に搭載された支援機器30とは、衝突することはない。
For this reason, even if the
また、支持機構39は、免震装置12の免震台11から離れる水平一方向にのみの移動でよいため、水平方向の全範囲の移動が要求される免震装置12の免震機構16に比べ簡単な機構で実現でき、コスト的に安価となり、コストアップが抑えられる。
Further, since the
更に、機器搭載台31は、免震台11から離れる水平一方向にのみ移動するため、図4に示す網掛け部分35に移動することはなく、網掛け部分35を他の用途に利用することができる。このように、機器搭載台31の移動範囲が制限されるため、クリーンルームを効率的に利用できる。
Furthermore, since the
なお、免震機器10の稼動を支援する他の支援機器20は、機器支持装置22に載置され、免震機器10の隣に配置されている。ここに、機器支持装置22の構成、作用、効果は、上述の機器支持装置32と同一であり、説明は省略する。
(第2の実施の形態)
図5〜図9を用いて、第2の実施の形態について説明する。
The
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS.
第2の実施の形態における精密機器10と支援機器20、30の配置は図1に示す配置と同じである。更に、精密機器10を免震する免震装置12の構成も、第1の実施の形態と同じである。第1の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。
The arrangement of the
図5に示すように、支援機器30は、機器支持装置60に載置され、免震台11に隣接して配置されている。
As shown in FIG. 5, the
機器支持装置60は、支援機器30を搭載する機器搭載台61を有し、機器搭載台61の下面と床面との間には、機器搭載台61を支持すると共に、地震時に、機器搭載台61を免震台11から離れる方向に移動させる支持機構62が備えられている。
The
支持機構62は、機器搭載台61の下部に取り付けられたガイド64を有している。ここに、ガイド64は、レール66を跨ぐ形状に鋼板若しくは樹脂で形成され、機器搭載台61を支持した状態でレール66の上を矢印A,Bいずれの方向にも摺動可能に配置されている。
The
レール66は、鋼材で形成され、ガイド64を受け、床面15に免震台11から離れる方向(図示A方向)に直線状に延設されている。
The
また、このレール66の長さは、機器搭載台61が移動するのに必要な距離である距離S2より長い距離とされている。ここに、距離S2は、免震台11が支援機器搭載台61の方向へ移動する距離S1より長い距離とされている。
The length of the
かかる構成において、ガイド64とレール66との間の動摩擦係数を、ガイド64の進行方向によって異なる値に設定している。即ち、ガイド64が免震台11から離れる方向(A方向)の動摩擦係数μ2は小さく、免震台11に近づく方向(B方向)の動摩擦係数μ1は大きく、それぞれ異なる値に設定している。このとき、免震装置12の免震機構16を構成する免震滑り材17と、免震滑り材17を支える免震滑り板18との間の動摩擦係数μは、動摩擦係数μ1とμ2の中間の値に設定している。
In such a configuration, the dynamic friction coefficient between the
図6は、移動方向により動摩擦係数を変化させるための、具体的なレール66の形状の一例を示している。
FIG. 6 shows an example of a specific shape of the
即ち、レール66の上面は、免震台11から離れる方向(矢印A方向)に向けて一定の距離L1は、高さhだけ上昇する緩やかな上り斜面となっている。続いて一定の距離L2は、高さhだけ下降する急な下り斜面となっている。この上り斜面L1と下り斜面L2とを連続して繰り返す構成としてある。このとき、上り斜面の距離L1は下り斜面の距離L2より長く設定されている。
That is, the upper surface of the
レール66の表面をこのような斜面形状とすることにより、ガイド64が免震台11から離れる方向(矢印A方向)に摺動する場合には、緩やかな上り斜面を連続して進むこととなり、レール66の表面とガイド64との間の動摩擦係数は小さく保たれる。
By making the surface of the
一方、ガイド64が免震台11に近づく方向(矢印B方向)に摺動する場合には、高さhの急な上り斜面を連続して乗り越えながら進むこととなり、レール66の表面とガイド64との動摩擦係数は大きくなり、進みづらくなる。
On the other hand, when the
この構成により、免震台11から離れる方向の動摩擦係数μ2と、免震台11に近づく方向の動摩擦係数μ1とを異なる値とすることができる。 With this configuration, the dynamic friction coefficient μ 2 in a direction away from the base isolation table 11 and the dynamic friction coefficient μ 1 in a direction approaching the base isolation table 11 can be set to different values.
次に、支持装置の動摩擦係数を進行方向により異なる値としたことによる、免震台11と機器搭載台61の地震時の挙動について、下記条件の下で、数値計算で求めた結果を説明する。 Next, the behavior of the base isolation table 11 and the equipment mounting table 61 at the time of an earthquake caused by changing the dynamic friction coefficient of the support device depending on the traveling direction will be described with the results obtained by numerical calculation under the following conditions. .
計算方法は、免震台11と機器搭載台61を図5に示す位置に配置し、この配置状態で、数値計算用の地震波を入力し、入力した地震波に対する免震台11と支援機器搭載台61について、それぞれの応答加速度、相対加速度及び移動距離を算出した。
In the calculation method, the base isolation table 11 and the
計算にあたり、免震台11の免震機構16である免震滑り材17と免震滑り板18との間の動摩擦係数をμ、機器搭載台61が免震台11に近づく方向(矢印B)の動摩擦係数をμ1、機器搭載台62が免震台11から離れる方向(矢印A)の動摩擦係数をμ2、動摩擦係数μ、μ1、μ2の関係をμ1>μ>μ2とした。
In the calculation, the coefficient of dynamic friction between the base
図7は免震台11における計算結果を示したものである。横軸はいずれの図も地震発生からの経過時間(秒)を示している。縦軸は上から順に、図7(A)は加速度(cm/s2)、図7(B)は相対加速度(cm/s2)、図7(C)は相対変位量(cm)を示している。 FIG. 7 shows the calculation result in the base isolation table 11. The horizontal axis shows the elapsed time (seconds) since the occurrence of the earthquake. 7A shows acceleration (cm / s 2 ), FIG. 7B shows relative acceleration (cm / s 2 ), and FIG. 7C shows relative displacement (cm). ing.
図7(A)は、入力した地震波の加速度である入力加速度X1(床面15の加速度)と、入力加速度X1を受けて免震台11が移動する加速度である免震加速度X2の時間変化を示している。 FIG. 7A shows an input acceleration X 1 (acceleration of the floor 15) that is an acceleration of an input seismic wave and a base isolation acceleration X 2 that is an acceleration at which the base isolation table 11 moves in response to the input acceleration X 1 . The time change is shown.
免震加速度X2は、免震機構16の動摩擦係数がμであることから、入力加速度X1が加速度μg(gは重力加速度)を超えない時間帯T1においては、免震機構16では滑りは発生せず、入力加速度X1と同一加速度で、床面15と一体となって移動している。
Since the dynamic friction coefficient of the
一方、入力加速度X1が加速度μgを超える時間帯T2、T3においては、免震台11を支える免震滑り材17は免震滑り板18の上を滑り始める。この結果、免震加速度X2は、加速度μgを超えることはなく、加速度μgで一定の値となり、免震作用が発揮される。一方、入力加速度X1は加速度μgを超える加速度が継続する。この結果、入力加速度X1と免震加速度X2との間に差(相対加速度)が生じる。
On the other hand, in the time zones T 2 and T 3 where the input acceleration X 1 exceeds the acceleration μg, the seismic
なお、加速度のマイナス部分が生じている時間帯T3は、加速度の方向が予め定めた方向(プラス部分の加速度方向)と逆方向であることを示す。 The time period T 3 which negative portion of the acceleration has occurred, indicates that the direction of acceleration is the direction opposite (acceleration direction of the positive portion) a predetermined direction.
次に、免震台11の加速度と床面15の加速度との間の、相対加速度について説明する。
Next, the relative acceleration between the acceleration of the base isolation table 11 and the acceleration of the
図7(A)において、時間帯T2、T3においては、入力加速度X1と免震加速度X2との間に差が生じている。この加速度の差は免震台11と床面15の間の相対加速度Y1となる。図7(B)は、入力加速度X1と免震加速度X2との差から求めた相対加速度Y1を示している。
In FIG. 7A, in the time zones T 2 and T 3 , there is a difference between the input acceleration X 1 and the seismic isolation acceleration X 2 . This acceleration difference is the relative acceleration Y 1 between the base isolation table 11 and the
相対加速度Y1は、時間帯T1では入力加速度X1が小さく、床面15と免震台11は一緒に移動しているため、相対速度54はゼロで発生していない。しかし、入力加速度X1の大きい時間帯T2では、免震加速度X2は入力加速度X1より小さい値(μg)で一定に保たれているため、相対加速度Y1が発生する。また、時間帯T3でも、同じく相対加速度Y2が発生している。この場合、加速度方向が逆であるため、マイナス方向の値となっている。
The relative acceleration Y 1 is not generated at the relative speed 54 of zero because the input acceleration X 1 is small in the time zone T 1 and the
次に、時間帯T2、T3における相対加速度Y1、Y2の値を用いて、相対加速度Y1、Y2を2階積分することで、免震台11の床面15に対する相対変位量Z1を求めた。
Next, using the values of the relative accelerations Y 1 and Y 2 in the time zones T 2 and T 3 , the relative accelerations Y 1 and Y 2 are second-order integrated, so that the relative displacement of the base isolation table 11 relative to the
結果は、図7(C)に示すように、ピークを有するなだらかな波型となる。相対変位量Z1は、結果から、プラス側で最大約2cm、マイナス側で最大約3cm程度の値となり、免震台11との衝突を避けるには、この範囲内を避けた位置まで、機器搭載台61を移動させる必要がある。 The result is a gentle wave shape having a peak, as shown in FIG. From the results, the relative displacement amount Z 1 is about 2 cm at the maximum on the plus side and about 3 cm at the maximum on the minus side. In order to avoid a collision with the base isolation table 11, It is necessary to move the mounting table 61.
図8は機器搭載台61についての計算結果を示したものである。図7に示した免震台11の計算と同じ地震波を入力し、同じ計算条件に基づいて同様の処理を行った結果である。縦軸、横軸の表示も図7と同じである。
FIG. 8 shows the calculation result for the
図8(A)は、入力加速度X1と、入力加速度X1に応答して機器搭載台61が移動した機器加速度X3とを示している。なお、機器搭載台61は、移動方向により動摩擦係数の値が異なるため、機器搭載台61が免震台11から離れる方向(プラス側)と、機器搭載台61が免震台11に近づく方向(マイナス側)とで機器加速度X3の値が異なっている。
FIG. 8 (A) is an input acceleration X 1, is
即ち、プラス側では動摩擦係数μ2が小さいため、機器加速度X3は小さい値(μ2g)で一定に保たれている。一方、マイナス側では動摩擦係数μ1が大きいため、機器加速度X3も大きい値(μ1g)で一定に保たれている。 That is, since the dynamic friction coefficient μ 2 is small on the plus side, the device acceleration X 3 is kept constant at a small value (μ 2 g). On the other hand, since the dynamic friction coefficient μ 1 is large on the minus side, the device acceleration X 3 is also kept constant at a large value (μ 1 g).
図8(B)は、入力加速度X1と機器加速度X3との加速度の差から求めた相対加速度Y3である。上述の機器加速度X3の特性の違いから、プラス側では相対加速度Y3は大きくなり、マイナス側では相対加速度Y3は小さくなっている。 FIG. 8B shows the relative acceleration Y 3 obtained from the difference in acceleration between the input acceleration X 1 and the device acceleration X 3 . Due to the difference in the characteristics of the device acceleration X 3 described above, the relative acceleration Y 3 increases on the plus side, and the relative acceleration Y 3 decreases on the minus side.
図8(C)は、相対加速度Y3の値から、相対加速度Y3を2階積分して支援機器加速度X3の床面に対する相対変位量Z2を求めた結果である。図7(C)と同じく、ピークを有するなだらかな波型となる。しかし、上述の機器加速度X3の特性の違いから、免震台11から遠ざかる方向(プラス側)の相対変位量Z2は大きく、免震台11に近づく方向(マイナス側)の相対変位量Z2は小さい方へシフトしている。
FIG. 8 (C) from the value of the relative acceleration Y 3, is a result of obtaining the relative displacement amount Z 2 relative to the floor of the relative acceleration Y 3 a second-order integration to support equipment accelerations X 3. As in FIG. 7C, it has a gentle wave shape having a peak. However, the difference in characteristics of the devices described above accelerations X 3, relative displacement amount Z 2 direction (plus side) away from
図9は、図7(C)に示した免震台11の相対変位量Z1と、図8(C)に示した機器搭載台61の相対変位量Z2とを、同一座標上に重ねて示した結果である。機器搭載台61が免震台11から遠ざかる方向(プラス側)では、機器搭載台61の相対変位量Z2の方が、免震台11の相対変位量Z1より大きい。一方、機器搭載台61が免震台11に近づく方向(マイナス側)では、免震台11の相対変位量Z1の方が、機器搭載台61の相対変位量Z2より大きい値となっている。
Figure 9 is a relative displacement amount Z 1 of
以上から、地震時に、免震台11が機器搭載台61に近づく方向へ移動し、同時に機器搭載台61が免震台11から離れる方向へ移動する場合においては、機器搭載台61が免震台11から離れる方向に移動する変位量の方が、免震台11が機器搭載台61の方へ移動する変位量より大きくなり、免震台11は機器搭載台61に追いつけない。
From the above, when the
一方、機器搭載台61が免震台11に近づく方向へ移動し、同時に免震台11が機器搭載台61から離れる方向へ移動する場合においては、免震台11が機器搭載台61から離れる方向の変位量の方が、機器搭載台61が免震台11に近づく方向の変位量より大きくなり、機器搭載台61は免震台11に追いつけない。
On the other hand, when the
これにより、機器搭載台61と免震台11とは、お互いに地震前の距離以上に近づくことはなく、免震装置12の免震台11に搭載された精密機器10と機器搭載台61に搭載された支援機器30を隣り合わせに配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。
Thereby, the
また、支持機構39は、免震装置12の免震台11から離れる水平一方向に、レール66の上を摺動する移動となるため、水平方向の全範囲の移動が要求される免震装置12の免震機構16に比べ簡単な機構で実現でき、コスト的に安価となり、コストアップが抑えられる。
Further, since the
また、機器搭載台31は、免震台11から離れる水平一方向に、レール66の上を摺動する移動となるため、図4の網掛け部分35を移動することはなく、網掛け部分35の他の用途への利用が可能となり、クリーンルームを効率的に利用できる。
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態の基本構成は、図5に示す第2の実施の形態と同じである。更に、免震装置12の構成も第1、第2の実施の形態と同じである。第3の実施の形態で第2の実施の形態と異なる点は、支持機構62を構成するレール66を、レール70に変更した点である。既に説明した第2の実施の形態と同一部分の説明は省略する。
Further, since the
(Third embodiment)
The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG. Furthermore, the structure of the
レール70は、図10に示すように、床面15に水平1方向に、配置されている。レール70は鋼材で直線状に形成され、レール70の長さは、機器搭載台61が移動する距離S2より長い距離とされている。ここに、距離S2は免震台11が機器搭載台61の方向へ移動する距離S1より大きな値とされている。
As shown in FIG. 10, the
また、レール70は、免震台11から離れる方向(矢印A方向)に下がり勾配(傾斜角θ)で形成されている。
Further, the
レール70の上面にはガイド72が矢印A、Bいずれの方向にも摺動可能に配置されている。ガイド72は、鋼板でレール70を跨ぐ形状で構成され、ガイド72には機器搭載台61(図示せず)が支持されており、機器搭載台61には、支援機器30(図示せず)が搭載されている。
A
このレール70とガイド72との摩擦面における動摩擦係数はμ0、免震機構の動摩擦係数も同じμ0とされている。その他の基本構成は第2の実施の形態と同一である。
The dynamic friction coefficient on the friction surface between the
次に、レール70の作用について説明する。
Next, the operation of the
このレール70とガイド部材72との摩擦面の動摩擦係数はμ0、免震機構の動摩擦係数もμ0、レール70の水平に対する傾斜角はθであるから、このレール70をガイド部材72が上る方向(矢印Bの方向)に摺動するときの抵抗力F1とレールを下る方向(矢印Aの方向)に摺動するときの抵抗力F2は、慣性力による付加重力などの2次的な項を除けば、式(1)、(2)で表わされる。
Since the dynamic friction coefficient of the friction surface between the
ここに、mはガイド72で支持する支援機器30と機器搭載台61の質量(ガイド72を含む)を合計した質量で、gは重力加速度である。
Here, m is the total mass of the
また、式(1)、(2)から明らかなように、見かけの動摩擦係数をμ1、μ2とし、F1とF2の動摩擦係数をμ1、μ2で表示すると、式(3)、(4)となる。 As apparent from the equations (1) and (2), when the apparent dynamic friction coefficients are expressed as μ 1 and μ 2 and the dynamic friction coefficients of F 1 and F 2 are expressed as μ 1 and μ 2 , the expression (3) (4).
F1=μ0mg+mgtanθ=(μ0+tanθ)mg (1)
F2=μ0mg−mgtanθ=(μ0−tanθ)mg (2)
μ1=μ0+tanθ (3)
μ2=μ0−tanθ (4)
ここで、免震滑り材17が免震滑り板18を滑るときの抵抗力をFとすれば、抵抗力F、F2、F1の関係をF1>F>F2とすることができる。
F 1 = μ 0 mg + mg tan θ = (μ 0 + tan θ) mg (1)
F 2 = μ 0 mg-mg tan θ = (μ 0 −tan θ) mg (2)
μ 1 = μ 0 + tan θ (3)
μ 2 = μ 0 −tan θ (4)
Here, if the resistance force when the seismic
即ち、レール70を免震台11から離れる方向に下がり勾配で傾斜させることにより、機器搭載台61が免震台11に近づく方向と、機器搭載台61が免震台11から離れる方向の見かけの動摩擦係数を異なる値(離れる方向が小さい値)とし、免震台11の動摩擦係数をその中間に設定することができる。
That is, when the
このことから、第2の実施の形態で説明したように、地震時に、免震台11が機器搭載台61に近づく方向へ移動し、同時に機器搭載台61が免震台11から離れる方向へ移動する場合には、機器搭載台61の移動距離は免震台11の移動距離より長くなり、免震台11は機器搭載台61に追いつけない。
From this, as explained in the second embodiment, during the earthquake, the base isolation table 11 moves in a direction approaching the
一方、機器搭載台61が免震台11に近づく方向へ移動し、同時に免震台11が機器搭載台61から離れる方向へ移動する場合においては、免震台11の移動距離は機器搭載台61の移動距離より長くなり、機器搭載台61は免震台11に追いつけない。
On the other hand, when the
これにより、機器搭載台61と免震台11とは、お互いに地震前の距離以上に近づくことはなく、免震装置12の免震台11に搭載された精密機器10と機器搭載台61に搭載された支援機器30を隣り合わせに配置しても、地震時に、互いの衝突を避けることができる。
Thereby, the
また、レールの軌道は水平一方向で、ガイド72はレール70を挟持して摺動するので、直線と直交する方向に機器搭載台61が移動することはない。機器搭載台61がレール70と直交する方向には移動しないため、図4の網掛け部35の有効活用を図ることができ、クリーンルームのレイアウト効率を高めることができる。
Moreover, since the rail track is in one horizontal direction and the
なお、以上説明した第1〜第3の実施の形態においては、精密機器10に隣接して配置する機器を支援機器30として説明したが、精密機器10に隣接して配置され、機器搭載台31、61に搭載される機器は必ずしも支援機器30にとらわれることはなく、例えば製品を運搬するラインなど、支援機器ではないが精密機器10に隣接して配置される機器でもよい。
In the first to third embodiments described above, the device disposed adjacent to the
10 機器(精密機器)
12 免震装置
11 免震台
16 免震機構
17 免震滑り材
18 免震滑り板
30 支援機器
31 機器搭載台
32 機器支持装置
34 レール(滑り板)
36 ガイド部材(滑り材、ガイド)
39 支持機構
41 バネ部材(バネ)
43 ロック機構
60 機器支持装置
61 機器搭載台
62 支持機構
64 ガイド部材(滑り材、ガイド)
66 レール(滑り板)
10 Equipment (Precision equipment)
12
36 Guide members (sliding materials, guides)
39
43
66 rail (sliding plate)
Claims (5)
前記機器搭載台を移動可能に支持し、地震時に、前記機器搭載台を前記免震台から離す方向に移動させる支持機構と、
を有することを特徴とする機器支持装置。 An equipment mounting base arranged adjacent to the base isolation base of the base isolation device;
A support mechanism for movably supporting the device mounting table and moving the device mounting table in a direction away from the base isolation table during an earthquake;
A device support device comprising:
前記機器搭載台を前記免震台から離す方向に付勢するバネ部材と、
前記バネ部材で付勢された状態で、前記機器搭載台を前記免震台の隣に固定するロック機構と、
前記地震を検知し、前記検知した結果に基づき前記ロック機構を解除する解除手段と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の機器支持装置。 The support mechanism is
A spring member for biasing the device mounting base in a direction away from the base isolation table;
A lock mechanism for fixing the device mounting base next to the base isolation table in a state of being biased by the spring member;
Release means for detecting the earthquake and releasing the lock mechanism based on the detection result;
The apparatus supporting apparatus according to claim 1, wherein the apparatus supporting apparatus is provided.
前記支持機構は、前記機器搭載台を支持する滑り材と、床面に配置され前記滑り材を受ける滑り板とを備え、
前記支持機構の前記滑り材と前記滑り板との動摩擦係数を、前記機器搭載台が前記免震台に近づく方向をμ1、前記機器搭載台が前記免震台から離れる方向をμ2とし、
前記免震滑り材と前記免震滑り板との動摩擦係数がμである場合において、
前記動摩擦係数μ、μ1、μ2の関係を、μ1>μ>μ2としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の機器支持装置。 The seismic isolation device includes a base isolation sliding material that supports the base isolation table, and a base isolation sliding plate that is disposed on a floor and receives the base isolation sliding material,
The support mechanism includes a sliding material that supports the device mounting base, and a sliding plate that is disposed on a floor surface and receives the sliding material,
The coefficient of dynamic friction between the sliding material and the sliding plate of the support mechanism is defined as μ 1 in the direction in which the device mounting base approaches the base isolation table, and μ 2 in the direction in which the device mounting base is separated from the base isolation table,
In the case where the dynamic friction coefficient between the seismic isolation sliding material and the base isolation sliding plate is μ,
The apparatus support device according to claim 1 , wherein the relationship between the dynamic friction coefficients μ, μ 1 , and μ 2 is μ 1 >μ> μ 2 .
前記支持機構は、
床面に配置したレールと、
前記機器搭載台に設けられ、前記レールに沿って移動するガイド部材と、
で構成され、
前記レールは、前記免震台から離れる方向に下がり勾配となっており、
前記ガイド部材が前記レールを上るときの抵抗力をF1、前記ガイド部材が前記レールを下るときの抵抗力をF2とし、
前記免震滑り材が前記免震滑り板を滑るときの抵抗力がFである場合において、
前記抵抗力F、F1、F2の関係を、F1>F>F2としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の機器支持装置。 The seismic isolation device includes a base isolation sliding material that supports the base isolation table, and a base isolation sliding plate that is disposed on a floor and receives the base isolation sliding material,
The support mechanism is
Rails placed on the floor,
A guide member provided on the device mounting base and moving along the rail;
Consisting of
The rail has a downward slope in a direction away from the base isolation table,
The resistance force when the guide member goes up the rail is F 1 , and the resistance force when the guide member goes down the rail is F 2 ,
In the case where the resistance force when the base isolation sliding material slides on the base isolation sliding plate is F,
The apparatus support apparatus according to claim 1 , wherein the relationship between the resistance forces F, F 1 and F 2 is F 1 >F> F 2 .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007075604A JP2008232362A (en) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Equipment supporting device |
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JP2019127704A (en) * | 2018-01-22 | 2019-08-01 | 大成建設株式会社 | Floor base isolation system |
-
2007
- 2007-03-22 JP JP2007075604A patent/JP2008232362A/en active Pending
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