JP2008309206A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】床の耐荷重が小さい建物にも設置でき、地震発生時の免震効果をより一層高めることができる免震装置を得る。
【解決手段】レール４０上を転動して台枠１２を一方向に移動可能とする積載荷重支持部を備え、積載荷重支持部は、台枠の移動方向の複数箇所、台枠の移動方向に直交する方向に一定間隔で複数箇所に配置され、台枠の移動方向２箇所、台枠移動方向に直交する方向における積載荷重支持部の配置間隔の中央部にベース材８５上を転動するローラー８１を含む補助荷重支持部８が配置され、台枠の移動方向複数箇所に、移動方向一方側の車輪１４がレール４０から外れたとき床面に接して台枠を支持する補助輪２４が配置され、地震によって台枠が移動して移動方向前方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーがレールおよびベース材から外れたとき移動方向前方の補助輪が床面に接して台枠の荷重を支持する。
【選択図】図５

Description

本発明は、地震による載置物の落下や転倒を防止して載置物の破損を防止する免震装置に関するもので、例えば、図書館における書架に免震性を持たせるのに、あるいは、美術品、学術的価値のある資料などの保管に好適なものである。

従来、例えば、図書館などに設置されている自立式の開架書架として、地震時の利用者の身の安全を図り、あるいは、書架の転倒防止、収蔵書籍の落下防止のために、免震自立棚が提案され、普及しつつある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。特許文献１記載の発明は、地震時に棚を床に対して相対移動可能とするとともに、ばねなどを有する移動制限手段を設け、並置した一対の棚相互を上部で連結することによって自立できるようにしたものである。特許文献２記載の発明は、可動手段によって棚を移動可能にするとともに、通常は移動不能にロックしておき、感震装置が地震の揺れを感知したときロックを解除して免震機能を発揮するようにしたものである。特許文献３記載の発明は、可動台車の上に棚を一方向に移動可能に吊り下げることにより免震機能を発揮させるものである。
上記各特許文献記載の発明は、自立棚すなわち開架式の棚として構成されたものであるが、書籍を出し入れしようとする書架の前面にのみ作業用通路を形成することができるようにした閉架書架として、免震機能つき移動棚も用いられるようになってきた。

開架書架にせよ閉架書架にせよ、従来の免震機能を持った書架ないしは棚は、もともと設計の段階から免震機能を持ったものとして設計され製造されるものである。既に存在している免震性のない書架ないしは棚については、地震などによって床が大きく揺れた場合、棚の転倒防止効果、収納物品の落下防止効果を期待することはできない。したがって、既存の書架ないしは棚に免震機能を持たせようとすると、既存の書架ないしは棚を撤去して、免震機能を有する書架ないしは棚に入れ替えなければならず、大幅なコスト高になる難点がある。また、免震機能つきの書架ないしは棚に入れ替えるには、設置工事に日数がかかり、図書館であれば長い間休館せざるを得ず、その間利用者が書籍等の閲覧ができないという難点もある。前記特許文献１記載の発明によれば、並置した棚同士を上部で連結する必要がある。特許文献２記載の発明によれば、棚を設置する床の材質や状態によって免震性が変化する難点がある。特許文献３記載の発明によれば、装置が大掛かりになり、レールが見えてしまうという難点がある。

そこで本出願人は、物品あるいは物品収納手段の載置面を有する台枠と、台枠の底部に装着された走行装置と、走行装置が載せられて地震時に台枠を移動させることができるレールと、台枠を移動不能に規制するロック位置と規制を解除する非ロック位置との間で移動することができるロック手段と、地震などによる床面の振動を感知しロック手段を非ロック位置に移動させるロック解除手段と、レールの両端部に設けられていて台枠の移動範囲を規制する移動規制手段と、を有し、複数のレール上には一台の台枠が載せられていることを特徴とする免震装置を提案した（特許文献４参照）。

本出願人はさらに、特許文献４記載の発明を改良し、物品あるいは物品収納手段の載置面を有する台枠と、台枠の底部に回転可能に軸装された複数の車輪と、この車輪が載せられて地震時に台枠を移動させることができる複数のレールと、台枠の転倒を防止する転倒防止手段と、を有し、転倒防止手段は、台枠の底部に回転可能に支持されたローラーと、台枠の移動に伴って上記ローラーを転動させるとともにこのローラーを上下方向に位置規制するローラーガイドを有し、また、物品あるいは物品収納手段の載置面を有する台枠と、台枠の底部に回転可能に軸装された複数の車輪と、互いに平行に敷設されていて上記車輪が転動可能に載せられる複数のレールと、を有し、台枠には、車輪がレールから外れたとき床面に接して台枠を支持する補助輪を有してなる免震装置につき特許出願した（特許文献５参照）。

特開平１１−２６６９４１号公報 特開平１０−０８５０６８号公報 特開平１０−３２７９４７号公報 特開２００５−１７２００６号公報 特開２００６−１５００４５号公報

特許文献５記載の発明によれば、例えば、台枠の移動方向の車輪間隔を狭くすることによって、レール上での車輪の転動範囲を広くし、大きな地震などに対する免震効果を高めたとしても、転倒防止手段によって台枠の転倒を防止することができる。また、転倒防止手段は、台枠の底部に回転可能に支持されたローラーと、台枠の移動に伴って上記ローラーを転動させるとともにこのローラーを上下方向に位置規制するローラーガイドを有してなるため、台枠の移動に伴い、ローラーガイドに沿ってローラーが転動することによって転倒防止手段も円滑に移動し、転倒防止手段が免震効果を妨げるようなことはない。ローラーとローラーガイドを有してなる転倒防止手段は、ローラーとローラーガイドとの間の隙間をなくすことができるため、台枠の傾きを小さくすることができ、台枠に載せられる物品収納手段の上部の揺れを小さくすることができる。また、補助輪を有する場合、レールから車輪が外れても、補助輪が床面に接して転動するため、免震機能が保たれ、また、台枠の転倒も防止される。

ところで、このように多くの利点を備えている特許文献５記載の免震装置の需要が増えるにしたがって、さらに改良すべき問題点があることがわかってきた。設置すべき建築物の床の設計積載荷重の問題である。従来の免震書架などの積載荷重支持部である車輪の軸方向ピッチは最大で１８００ｍｍで、書架の荷重圧力は各積載荷重支持部に集中し、通常１０００Ｋｇ／ｍ^２に達する。しかし、通常の建築物の床の設計積載荷重は最大で５００Ｋｇ／ｍ^２程度であり、上記従来の免震書架などの仕様では、床の設計積載荷重が不足して免震装置を設置することができないことがあった。図１２は、従来の免震書架において書架の荷重圧力が積載荷重支持部に集中してかかる様子を示している。図１２において、免震書架は上下方向が間口方向で、間口方向に１８００ｍｍピッチで積載荷重支持部としての車輪が装着されているものとする。平行斜線を付した部分が書架の荷重圧力がかかる部分で、この例では、書架の間口方向両端部の積載荷重支持部周辺の床に集中して荷重がかかり、書架の間口方向中間部の床には荷重がかかっていない。

従来の免震書架などにおいては、上記のとおり、積載荷重支持部周辺の床に集中して１０００Ｋｇ／ｍ^２程度の書架の荷重がかかる。最近建てられた建物では建物の用途によって１０００Ｋｇ／ｍ^２程度の荷重に耐えるように設計されているものもあり、かかる設計の建物であれば、特許文献５に記載されているような免震装置をなんら問題なく設置することができる。しかし、既存の建物の床の設計積載荷重は上記のように最大で５００Ｋｇ／ｍ^２程度であるため、このような建物に特許文献５に記載されているような免震装置を設置するには、床の設計積載荷重補強のための工事を行う必要があった。よって、コスト高になる難点があるとともに、施工が面倒で設置が完了するまでの所要時間が長引く難点があった。また、上記のように大きな荷重が積載荷重支持部に集中すると、地震が発生したとき積載荷重支持部の動きが悪くなり、免震効果も若干制限される難点があった。

本発明は、上記のような問題点を解消し、積載荷重が分散してかかるように構造を工夫することによって、床の設計積載荷重が小さい建物にも補強工事をすることなく設置することができ、併せて、地震発生時の免震効果をより一層高めることができる免震装置を提供することを目的とする。

本発明は、物品あるいは物品収納手段を載置する台枠と、この台枠の底部に回転可能に軸装された車輪と、この車輪がレールに乗ることによって台枠にかかる荷重を支持するとともに上記レール上を転動することにより上記台枠を一方向に移動可能とする積載荷重支持部と、を備え、地震時に上記車輪がレール上を転動することにより台枠に地震エネルギーが伝達されるのを回避することができる免震装置であって、上記積載荷重支持部は、台枠の移動方向複数箇所に、また、台枠の移動方向に直交する方向に一定間隔で複数箇所に配置され、上記台枠の移動方向複数箇所に、また、台枠移動方向に直交する方向における上記積載荷重支持部の配置間隔の中央部に、ベース材の上を転動するローラーを含む補助荷重支持部が配置され、上記台枠にはまた、台枠の移動方向複数箇所に、移動方向一方側の上記車輪がレールから外れたとき床面に接して台枠を支持する補助輪が配置され、上記レールおよびベース材は長さが制限されており、平常時は積載荷重支持部と補助荷重支持部によって台枠にかかる荷重を支持し、地震によって台枠が上記レールおよびベース材方向一方に移動して移動方向前方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーがレールおよびベース材から外れたとき上記移動方向前方の補助輪が床面に接して台枠の荷重を支持し、上記移動方向後方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーはレールおよびベース材上にあって台枠の荷重を支持することを最も主要な特徴とする。

地震のない平常時は、積載荷重支持部と補助荷重支持部によって台枠にかかる荷重を支持する。補助荷重支持部は、台枠移動方向に直交する方向における積載荷重支持部の配置間隔の中央部に配置されているため、積載荷重支持部と補助荷重支持部で台枠の荷重を分担して受けることになり、本発明に係る免震装置を設置する建物の床の設計積載荷重を軽減することができ、床の設計積載荷重補強のための工事を行うことなく免震装置を設置することが可能になる。積載荷重支持部と補助荷重支持部によって台枠にかかる荷重が分散して支持されるため、レールおよびベース材上での積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーの転動が軽快に行われるようになり、免震効果が高まる利点がある。

地震によってレールおよびベース材上を積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーが転動し、台枠の移動方向前方の上記車輪およびローラーが上記レールおよびベース材から外れると、移動方向前方の補助輪が設置床面に接して台枠の荷重を支持し、移動方向後方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーはレールおよびベース材上にあって台枠の荷重を支持する。上記補助輪の転がり抵抗は、移動方向後方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーの転がり抵抗よりも大きいため、地震の揺れ戻しの際に免震装置は原位置の方に向かって移動し、移動方向前後の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーがレールおよびベース材上に載る。

以下、図面を参照しながら本発明にかかる免震装置の実施例を説明する。
図１において、符号１２は、物品あるいは物品収納手段を載置するための載置面を有する台枠を示している。台枠１２の底部には、走行車輪１４を有してなる走行装置２が装着されている。走行車輪１４は、免震装置を設置する床（以下「設置床」という）に敷設されたレール４０の上に載せられ、レール４０上を走行車輪１４が転動することによって台枠１２がレール４０に沿い相対移動することができるようになっている。したがって、走行装置２は台枠１２の積載荷重支持部を構成している。図示の例では、２本のレール４０が対をなして平行に敷設され、この一対のレール４０の上には、一台の台枠１２の、走行装置２を構成する車輪１４が載せられている。台枠１２の移動方向はレール４０の長手方向であり、台枠１２の幅方向である。地震時に設置床が揺れる方向は不定である。しかしながら、揺れの成分としてレール４０の長さ方向の揺れ成分があれば、したがって台枠１２の移動方向に対して斜め方向に揺れても、レール４０上を走行車輪１４が転動し、台枠１２はその移動方向に関してほぼその場に留まる。換言すれば、レール４０に上記走行装置２が載せられることにより、地震時に台枠１２がレール４０に対して相対移動することができるようになっている。

図３は二つの台枠１２が長さ方向に結合された例を示す。図３において、一つの台枠１２の長手方向の一つの軸線上に２個一対の走行車輪１４が、もう一つの台枠１２の長手方向の一つの軸線上にも２個一対の走行車輪１４が配置されている。ただし、図示の実施例では、隣り合う台枠１２の結合部において、台枠１２の走行方向前後に走行車輪１４，１４が配置され、これらの走行車輪１４，１４は、一方の台枠１２の走行車輪と他方の台枠１２の走行車輪とを兼ねている。したがって、図３に示す例のように台枠１２が２連に結合されたものにおいては、台枠全体としてその長さ方向に３個の走行車輪１４が配置され、この３個の走行車輪１４が通し軸１３によって一体に結合されている。通し軸１３によって一体に結合された３個一対の走行車輪１４が２対、台枠の移動方向前後に所定の間隔をおいて配置されている。

台枠１２の移動方向に並ぶ２個の車輪１４は、梁３０によって、適宜の軸受と回転軸を介して回転自在に支持されている。上記梁３０は、溝形の部材で、開放面を下向きにして台枠１２の走行方向前後端を構成する一対のフレーム１８に連結され、台枠１２の一部を構成している。上記回転軸は、両端部がボールベアリング（玉軸受）で支持されることにより溝形の梁３０を幅方向に横切って配置され、この回転軸と一体に車輪１４が設けられている。車輪１４を含む構成部分は積載荷重支持部としての走行装置２を構成していて、この走行装置２が、２連構成の台枠１２の長手方向両端部と中央部すなわち二つの台枠１２，１２の連結部に配置されている。本発明にかかる免震装置は、走行装置２の構成が周知の移動棚の走行機構に似た構造になっているが、以下に述べるように、周知の移動棚とは異なった発想に基づくものである。

周知の移動棚は、移動可能な複数の棚を使用し、すべての棚を収束させた状態と、任意の棚間に物品の出し入れ作業を行うための通路を形成した状態とを作り出すようにしたものであって、空間の利用効率を高めることを目的としている。したがって、上記レールは、移動棚全体の移動範囲にまたがる長さのものが用いられる。
これに対して、本発明の実施例にかかる免震装置では、図５に示すように、レール４０の長さが、台枠１２あるいは前記物品収納手段１０の幅とほぼ同じ長さになっている。走行車輪１４は台枠１２内に装着されているため、走行車輪１４の回転中心軸間距離はレール４０の長さよりも短く、レール４０の長さと移動方向前後に配置された走行車輪１４の回転中心軸間距離との差の範囲内で台枠１２がレール４０に対して相対移動できるようになっている。レール４０の長さは、物品収納手段１０の幅方向すなわち台枠１２の移動方向の寸法と等しいか、または、それよりも短く、かつ、車輪１４の回転中心軸間距離よりも長ければよい。

台枠１２の上面は物品あるいは物品収納手段の載置面となっている。図１に示す例では、載置面に物品収納手段１０が載せられ、適宜の結合手段によって台枠１２と物品収納手段１０が一体に結合されている。物品収納手段１０は、投影平面において、長手方向の寸法および幅方向の寸法が、台枠１２の長手方向の寸法および幅方向の寸法とほぼ同じになっている。しかし、物品収納手段１０の長手方向の寸法および／または幅方向の寸法は、物品収納手段１０とともに台枠１２が安定に起立する範囲内で、台枠１２の長手方向の寸法および／または幅方向の寸法よりも大きく、載置物１０が台枠１２から幅方向にはみ出していても差し支えない。ここで、長手方向とは物品収納手段１０の間口面すなわち書籍などの物品を出し入れする面と平行な方向であり、幅方向とは物品収納手段１０の移動方向すなわち物品収納手段１０の奥行き方向である。物品収納手段１０の形式は任意で、いわゆる単柱式の棚であっても、複柱式の棚であっても、ロッカーのようなものであってもよい。

台枠１２は、間口面方向から見て前後に配置された長尺の部材であるフレーム１８を主体としてなる。前後のフレーム１８はその両端部が走行装置２を構成する梁３０の両端部に結合されることによって一体に結合され、台枠１２の基礎を構成している。フレーム１８は長尺の金属板を横断面Ｕ字状に折り曲げた部材で、前後二つのフレーム１８はＵ字の開放端を互いに対向させて配置されている。上記梁３０も金属板を横断面Ｕ字状に折り曲げた部材で、Ｕ字の開放端を下向きにしてその両端部を前後のフレーム１８の断面Ｕ字形の内方に挿入し、適宜の結合手段によって連結されている。梁３０は車輪支持部材として機能し、梁３０の長さ方向の２箇所で梁３０を幅方向に横切って軸が適宜の軸受を介して支持され、これらの軸によってそれぞれ車輪１４が回転自在に支持されている。

レール４０上で車輪１４が転動することができる範囲は、免震機能が有効に働く振幅の範囲であってレールの長さによって決まり、また、移動方向前後の車輪１４の間隔によって決まる。一定長さのレールに対して車輪１４の間隔が狭ければ、車輪が転動できる範囲が広くなり、免震機能が働く範囲も広くなる。ところが、前後の車輪１４の間隔を狭くすると、台枠１２およびこれと一体の物品収納手段１０が自立するのに不安定となる。この不安定さをなくすために、転倒防止手段６、補助輪ユニット４が装着されている。

物品収納手段１０の間口面側から見て左右方向に対をなす車輪１４は、前述のとおり通し軸１３で一体に結合されている。さらに、上記各通し軸１３の両端部には同径のスプロケット２１が一体に設けられ、移動方向前後方向で対をなす車輪１４と一体の上記スプロケット２１に無端のチェーンが掛けられることにより、移動方向前後方向で対をなす車輪１４は同期して回転することができるように工夫されている。かかる工夫により、地震によって車輪１４がレール４０上を転動するとき、移動方向前後方向に対をなす車輪１４および間口面から見て左右の車輪１４が同期して回転し、台枠１２がレール４０と平行に直線的に円滑に移動できる構造になっている。換言すれば、スプロケット２１とチェーンで、前後の車輪が同期して回転する同期回転手段を構成している。また、各車輪１４は両側にフランジを有し、両側のフランジがレール４０を挟むことにより、台枠１２が斜行しにくい構造になっている。各車輪１４は両側のフランジ間の円筒面がレール４０の平坦な上面に乗り、このレール４０の上面上を転動するように構成されている。

図１、図３に示す実施例は、間口面側から見て物品収納区画が左右方向に２区画形成された２連構成になっているが、間口方向の連数は限定されるものではなく、１連でもよいし、３連以上であってもよい。図５は、補助荷重支持部８が組み付けられる一対のブラケット８２，８２を示す。ブラケット８２，８２は、図２にも示すように横断面が逆Ｌ字形で、Ｌ字の水平片の両端部が台枠１２を構成する前記フレーム１８の底面にボルトで固定され、Ｌ字の垂直片が所定の間隔をおいて相対向するように配置されている。この相対向するブラケット８２，８２の垂直片間に、かつ、ブラケット８２，８２の長さ方向両端部寄りの位置に、それぞれ軸８３が掛け渡されていて、各軸８３の外周には、ボールベアリング（玉軸受）８４を介してローラー８１が軸８３を中心にして回転自在に取り付けられている。ローラー８１はフランジのない円筒状のローラーで、設置床に敷設された扁平形状のベース材８５の上に乗り、このベース材８５上を転動することができるように構成されている。

前述のように、一つの台枠１２の側部には別の台枠１２が一体に結合されている。一つの台枠１２ともう一つの台枠１２の連結部においては、図３に示すように、走行装置２が組み付けられている梁３０の幅方向約１／２が一方の台枠１２のフレーム１８に連結され、上記梁３０の残りの幅方向約１／２が他方の台枠１２のフレーム１８に連結されている。換言すれば、一つの梁３０が左右のフレーム１８の連結部材を兼ねている。
上記のように二つの台枠１２が結合されてなる免震装置において、積載荷重支持部としての走行装置２は、台枠１２の長手方向において１８００ｍｍ間隔で、連結された台枠の両端部および中央部に配置されている。上記補助荷重支持部８は、台枠１２の移動方向に直交する方向における上記積載荷重支持部８の配置間隔の中央部に配置されている。したがって、走行装置２と積載荷重支持部８が交互に９００ｍｍ間隔で配置されている。

図２に示すように、台枠１２の底部には、各走行装置２に隣接して転倒防止手段６が取り付けられ、また、４個の補助輪ユニット４が取り付けられている。これら転倒防止手段６と補助輪ユニット４の具体的構成および前後の車輪１４相互の寸法と転倒防止手段６の前後方向の寸法関係等を次に説明する。

図２、図５には、走行装置２と、補助輪ユニット４と、転倒防止手段６と、積載荷重支持部８を含む部分を示す。図２、図５において、補助輪ユニット４は、所定の間隔をおいて台枠１２を幅方向に横切るようにして台枠１２の底面に固定された一対のブラケットを有すると共に、このブラケット間に支持された軸に回転自在に支持された補助輪２４を有してなる。補助輪２４は台枠１２の幅方向すなわち走行方向前後に配置されると共に、前記車輪１４の回転中心である通し軸１３の位置よりも台枠１２の幅方向外側に、したがって、前後方向の車輪１４の間隔よりも前後方向に広い間隔で配置されている。積載荷重支持部の車輪１４がレール４０に乗り、積載荷重支持部８のローラー８１がベース材８５に乗っている平常時ないしは静止時においては、上記車輪１４とローラー８１によって台枠１２にかかる荷重を支持している。したがって、台枠１２の長手方向において９００ｍｍ間隔で荷重が支持されることになり、従来のように、積載荷重支持部としての走行装置２のみによる荷重支持の場合に比べて荷重支持位置が２倍になり、荷重が分散してかかることになる。また、上記の静止時においては、補助輪ユニット４の補助輪２４は、設置床面から浮き上がっている。レール４０と設置床面との間にはライナー４１が介在してレール４０のレベルすなわち高さ位置が調整され、ベース材８５と設置床面との間にはライナー８６が介在してベース材８５のレベルが調整されている。レール４０とベース材８５のレベルが調整されることにより、上記のような車輪１４、ローラー８１、補助輪２４の高さ位置関係が設定されている。

図２において、転倒防止手段６は、レール４０と平行に固定されたローラーガイド２８と、ローラー２６を有してなる。ローラーガイド２８は、例えば金属板を横断面Ｕ字状に折り曲げて形成されたチャンネル状の部材で、横断面Ｕ字の開放端縁側を横向きにしてレールプレート４２の側面に固定されている。台枠１２の下面側には、台枠１２を構成する前後のフレーム１８にまたがって横断面Ｌ字形のローラーホルダ２７が固定され、ローラーホルダ２７の垂直片に水平方向に固定された水平軸の一端側に、上記ローラー２６が回転自在に支持されている。ローラーホルダ２７の長さは、台枠１２の幅方向の寸法とほぼ同じで、レール４０の長さよりもわずかに短くなっている。ローラー２６は、一つのローラーホルダ２７に複数個、例えばローラーホルダ２７の長さ方向両端部に配置されている。ローラー２６は、ローラーガイド２８にその開放端縁側から挿入され、台枠１２の移動に伴ってローラー２６を転動させるとともにこのローラー２６を上下方向に位置規制している。

ローラーホルダ２７にローラー２６が上記のように配置されているため、地震などによってレール４０に対して車輪１４が転動し、台枠１２が移動すると、すぐに一方端部のローラー２６がローラーガイド２８から外れる。しかし、他方の端部のローラー２６はローラーガイド２に嵌まっているため、台枠１２およびこれと一体の物品収納手段１０が転倒することはない。加えて、転倒防止手段６はローラー２６とローラーガイド２８を有してなり、ローラー２６がローラーガイド２８に沿って転動しながら転倒防止機能を発揮し、台枠１２の移動に対する抵抗力も比較的小さいので、転倒防止手段を設けたことによって免振効果が得られなくなることもない。

地震によって設置床面が揺れると、車輪１４がレール４０上を転動し、ローラー８１がベース材８５上を転動する。これらの転動による台枠の移動距離が所定の距離以上になると、レール４０とベース材８５の長さが制限されているため、図６、図８に示すように台枠１２の移動方向前側の車輪１４がレール４０から外れ、ローラー８１がベース材８５から外れる。これによって台枠１２は移動方向前後に傾き、移動方向前側の補助輪２４が設置床面に接し、台枠１２にかかる荷重の一部を補助輪２４が支持するように、補助輪２４の高さ位置が設定されている。また、補助輪２４が上記のように設置床面に接しているとき、台枠１２の移動方向前側の車輪１４およびローラー８１はレール４０およびベース材８５の上面から例えば１ｍｍ程度浮き上がるようにそれぞれの高さ位置が設定されている。台枠１２の移動方向反対側の車輪１４、ローラー８１、補助輪２４の高さ位置も同様に設定されている。車輪１４およびローラー８１は玉軸受を介して支持されている軸に設けられているのに対し、補助輪２４は玉軸受を介することなく軸に回転可能に支持されている。

次に、以上説明した実施例の動作を、図５ないし図９を参照しながら説明する。図５は前述のとおり平常時すなわち静止時を示しており、台枠１２の幅方向両側の車輪１４、ローラー８１がそれぞれレール４０、ベース材８１の上に乗り、補助輪２４は設置床面から浮いていて、台枠１２にかかる荷重を各車輪１４、ローラー８１で支持している。したがって、台枠１２にかかる荷重が、積載荷重支持部を構成する各車輪１４と、補助荷重支持部を構成する各ローラー８１によって分散されて支持される。台枠１２の長手方向における各車輪１４と各ローラー８１の間隔はそれぞれ１８００ｍｍであり、車輪１４の間隔の中央部にローラー８１が配置されているため、台枠１２にかかる荷重は車輪１４とローラー８１によって９００ｍｍ間隔で支持されることになる。そこで、この荷重支持の状況を、前記従来例について示した図１２に準じてモデル的に表わした図１１を参照すればわかるように、台枠を平面方向から見たときに設置床面にかかる荷重は、台枠の周囲に略均等に分散されている。よって、建物の床の設計積載加重が例えば最大で５００Ｋｇ／ｍ^２程度であったとしても、本発明に係る免震装置であれば、建物の補強工事をすることなく設置することができる。

いま、地震が発生して設置床が揺れたとする。設置床と共にレール４０、ベース材８１が揺れ、レール４０、ベース材８１の長手方向の揺れ成分があったとすると、レール４０、ベース材８１上を車輪１４とローラー８１が転動し、設置床に対して台枠１２がその幅方向に相対移動する。図６に示すように、設置床が右方向に揺れ、かつ、台枠１２の幅方向の揺れが一定以上となった瞬間を見ると、台枠１２の図６における左側の上記車輪１４とローラー８１がレール４０、ベース材８１の左端から外れ、台枠１２が左側に傾き、車輪１４とローラー８１が床面に接する前に、補助輪２４が床面に接する。したがって、台枠にかかる荷重は、図６における右側の車輪１４とローラー８１および左側の補助輪２４によって支持される。床面に接している左側の補助輪２４の転がり抵抗は、レール４０、ベース材８１の上に乗っている右側の車輪１４とローラー８１の転がり抵抗よりも大きいため、設置床の揺れに対する台枠１２の相対移動に制動がかかると共に、台枠１２は設置床の揺れに伴って揺れ方向に幾分移動しようとするいわば調芯作用が生じる。ただし、この調芯作用によって設置床と一体的に台枠１２が移動するわけではなく、補助輪２４が床面上を転動するので、免震効果は発揮される。

設置床は地震によって往復移動するため、次の瞬間、設置床は左向きに揺れ戻る。設置床が原点位置まで揺れ戻った状態を図７に示す。この状態では、上記調芯作用もあって、台枠１２は図５に示す原点に戻り、レール４０およびベース材８１の上に乗った左右の車輪１４とローラー８１によって、台枠１２にかかる荷重が支持される。この状態では左右の補助輪２４は床面から離れている。

さらに、設置床が左側に向かって揺れ、かつ、揺れが一定以上になると、図８に示すように、左右の車輪１４とローラー８１がレール４０およびベース材８１を転動し、右側の車輪１４とローラー８１がレール４０およびベース材８１から外れる。図６について説明した動作と同様に、今度は右側の車輪１４とローラー８１が床面に接する前に右側の補助輪２４が床面に接し、台枠１２の右側にかかる荷重を右側の補助輪２４が受け止める。台枠１２の左側の車輪１４とローラー８１はレール４０およびベース材８１の上に載っていて、台枠１２の左側の荷重を受け止める。この場合も、床面に接している右側の補助輪２４の転がり抵抗は、レール４０、ベース材８１上の左側の車輪１４とローラー８１の転がり抵抗よりも大きいため、設置床に対する台枠１２の相対移動に制動がかかり、台枠１２が設置床の揺れに伴って揺れ方向に幾分移動しようとする調芯作用が生じる。

図９は、設置床が原点位置まで戻った状態を示しており、図５、図７に示す動作態様と同じ態様になっている。したがって、レール４０およびベース材８１の上に乗った左右の車輪１４とローラー８１によって、台枠１２にかかる荷重が支持され、左右の補助輪２４は床面から離れている。

以上説明した実施例によれば、平常時は、台枠１２の長さ方向に配列された車輪２４を備える積載荷重支持部と、この積載荷重支持部の配置間隔の中央部に配置されたローラー８１を含む補助荷重支持部８によって台枠１２の荷重が支持されるため、台枠１２の荷重支持箇所が倍に増え、個々の荷重支持箇所にかかる荷重が分散され、荷重支持部である積載荷重支持部と補助荷重支持部８が分担する荷重が１／２に軽減される。よって、設置床の設計積載荷重が５００Ｋｇ/ｍ^２程度の従前の建物であっても、特別な補強工事をすることなく免震装置を設置することが可能になった。

このように、台枠１２の荷重を支持する部分が倍に増え、個々の荷重支持箇所にかかる荷重が分散されることによって、走行抵抗が低下して免震効果が高まる利点もある。図１０は、これを表わしたグラフで、荷重支持の間隔が従来のように１８００ｍｍの場合と上記実施例のように９００ｍｍの場合につき、台枠の積載荷重（Ｋｇｆ）を変えながら走行抵抗（Ｋｇｆ）を測定した結果を示す。破線で示すグラフは荷重支持部の間隔が１８００ｍｍの場合、実線で示すグラフは荷重支持部の間隔が９００ｍｍの場合である。このグラフからわかるように、積載荷重が一定以上であれば、荷重支持部の間隔が狭い方が、間隔が広い場合よりも走行抵抗が小さくなる。よって、本発明の実施例によれば、車輪１４とローラー８１による走行抵抗が小さくなり、地震時に台枠１２が軽快に動いて免震効果が高まる利点もある。

なお、地震のない平常時は台枠１２がみだりに移動しないように、たとえば車輪１４の回転を阻止するロック部材、地震を感知することによってロック部材による車輪１４のロックを解除するロック解除部材を設けてもよい。

前述のように、台枠１２が移動して、この移動方向前側の車輪１４、ローラー８１がレール４０、ベース材８５から外れ、補助輪２４が床面に接することによって、台枠１２を原位置に復帰させる向きの力が働く。そこで、台枠１２の原位置方向への復帰を円滑に行わせるために、レール４０の長さ方向両端部上面を斜めに削った形の傾斜面４０１を形成している（図５参照）。傾斜面４０１はレール４０の外端側から見て内方に向かって緩やかな上り坂になっていて、台枠１２の原位置方向へ復帰するとき、車輪１４が上記傾斜面４０１に案内されながらレール４０上に載ることになるため、台枠１２の原位置方向への復帰が円滑に行わる。また、車輪１４がレール４０から外れるときも傾斜面４０１を転がり落ちながら外れるので、衝撃が生じることなく円滑に外れる。ベース材８５の長さ方向両端部にも同様の傾斜面を設けてもよい。

本願発明にかかる免震装置は、台枠の部分のみを工場で生産し、設置現場において既存の定置棚などの物品収納手段を載せるようにしてもよいし、台枠と物品収納手段を一体として工場で生産してもよい。また、台枠の部分と物品収納手段を分けて工場で生産し、設置現場において一体化してもよい。
実施例について説明した積載荷重支持部間隔の１８００ｍｍは一例であって、この寸法に限られるものではない。いずれにせよ、積載荷重支持部間隔の中央部に補助荷重支持部が配置される。

本発明にかかる免震装置の実施例を示す外観正面図である。 同上実施例中の台枠の一部を拡大して走行装置、補助荷重支持部、補助輪ユニットの部分を示す正面図である。 同上台枠の平面図である。 上記補助荷重支持部を含む部分を拡大して示す平面図である。 上記実施例の要部を拡大して示す側面図である。 上記実施例の一動作態様を図５に準じて示す側面図である。 上記実施例の異なる動作態様を図５に準じて示す側面図である。 上記実施例のさらに異なる動作態様を図５に準じて示す側面図である。 上記実施例のさらに異なる動作態様を図５に準じて示す側面図である。 本発明による転がり抵抗軽減を従来例の転がり抵抗と比較して示すグラフである。 本発明によってもたらされる荷重分散効果を示す模式図である。 従来の免震装置による荷重配分の例を示す模式図である。

符号の説明

２ 積載荷重支持部としての走行装置
４ 補助輪ユニット
６ 転倒防止手段
８ 補助荷重支持部
１０ 物品収納手段
１２ 台枠
１３ 通し軸
１４ 車輪
２１ 同期回転手段としてのスプロケット
２４ 補助輪
２６ ローラー
２８ ローラーガイド
４０ レール
４３ 移動規制手段としてのエンドストッパー
８１ ローラー

Claims (7)

1. 物品あるいは物品収納手段を載置する台枠と、この台枠の底部に回転可能に軸装された車輪と、この車輪がレールに乗ることによって台枠にかかる荷重を支持するとともに上記レール上を転動することにより上記台枠を一方向に移動可能とする積載荷重支持部と、を備え、地震時に上記車輪がレール上を転動することにより台枠に地震エネルギーが伝達されるのを回避することができる免震装置であって、
   上記積載荷重支持部は、台枠の移動方向複数箇所に、また、台枠の移動方向に直交する方向に一定間隔で複数箇所に配置され、
   上記台枠の移動方向複数箇所に、また、台枠移動方向に直交する方向における上記積載荷重支持部の配置間隔の中央部に、ベース材の上を転動するローラーを含む補助荷重支持部が配置され、
   上記台枠にはまた、台枠の移動方向複数箇所に、移動方向一方側の上記車輪がレールから外れたとき床面に接して台枠を支持する補助輪が配置され、
   上記レールおよびベース材は長さが制限されており、
   平常時は積載荷重支持部と補助荷重支持部によって台枠にかかる荷重を支持し、
   地震によって台枠が上記レールおよびベース材方向一方に移動して移動方向前方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーがレールおよびベース材から外れたとき上記移動方向前方の補助輪が床面に接して台枠の荷重を支持し、上記移動方向後方の積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーはレールおよびベース材上にあって台枠の荷重を支持することを特徴とする免震装置。
2. 積載荷重支持部の車輪は両側にフランジを有し、この車輪が乗るレールは上記車輪の両側のフランジに挟まれて車輪の両側のフランジ間の円筒面が乗ることができる横断面形状をしている請求項１記載の免震措置。
3. 補助荷重支持部のローラーは円筒形状で、このローラーが乗るベース材は扁平形状をしている請求項１記載の免震装置。
4. 積載荷重支持部の車輪と補助荷重支持部のローラーは、玉軸受を介して回転可能に支持されていて、これらの回転抵抗は補助輪の回転抵抗よりも小さい請求項１記載の免震装置。
5. 台枠の底部に回転可能に支持された転倒防止ローラーと、台枠の移動に伴って転倒防止ローラーを転動させるとともにこの転倒防止ローラーを上下方向に位置規制するローラーガイドを有してなる転倒防止手段を備えている請求項１記載の免震装置。
6. レールおよびベース材の長さは、台枠の移動方向の長さと同じかまたはそれよりも短い請求項１記載の免震装置。
7. レールおよびベース材は、ライナーを介して床上に敷設されることによりレベル調整されている請求項１記載の免震装置。

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