JP2013108524A - 天井吊下型減震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地震が起きた場合であっても吊ボルトの折損が生じるのを防止できる天井吊下型減震装置を提供する。
【解決手段】減震装置本体１２および弾性体１４とで構成された天井吊下型減震装置１０であって、弾性体１４は、弾性体取付用孔１２ｃよりも大径で上側片１２ａの上面側に配置される上側弾性体１４ａ、弾性体取付用孔１２ｃよりも大径で上側片１２ａの下面側に配置される下側弾性体１４ｂおよび上側弾性体１４ａと下側弾性体１４ｂとを連結し弾性体取付用孔１２ｃ内に配置される連結部材１４ｃにより構成されており、弾性体１４には上側弾性体１４ａの上端部から下側弾性体１４ｂの下端部に至るボルト挿通用孔１４ｄが形成されており、上側片１２ａと接する下側弾性体１４ｂの上面が上側片１２ａに向けた凸曲面状に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の天井や床下から吊り下げられた吊ボルトと、吊ボルトに吊持支持されているダクト、配管或いは空調機といった機械器具類との間に介装して用いられ、地震によって受ける破壊的な運動エネルギーを、限られた揺れ移動空間あるいは振動自由度内での運動を通じて消費させることにより、地震時における保護対象機器の安全性を確保する減震装置に関する。

建物の天井や床下（以下、「天井等」という。）に配管やダクト或いは空調機といった機械器具類（以下、「保護対象機器」という。）を敷設する方法として、天井等から吊り下げられた吊ボルトの下端部に吊持支持具を取り付け、この吊持支持具によって保護対象機器を吊持支持することが従来から一般に行われていた。

保護対象機器からは各種振動が発生するが（例えば配管やダクトの場合は、その内部を流体が流れることによって振動が発生するし、空調機の場合はモーター等による振動が発生する）、これら振動が吊ボルトを介して天井等に伝達されるのを防止するため、吊ボルトと吊持支持具との間に防振具を介装することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−３６２８９号公報（図１）

天井等から垂設された吊ボルトの下端に吊持支持具を介して吊持支持されている保護対象機器は、地震による破壊的な運動エネルギーを受ると、吊ボルトにおける天井等との接続部分（図１のＸで示した部分）を中心として振り子のように前後左右に大きく揺れることとなる。

このとき、吊ボルトにおける天井との接続部分Ｘには過大な応力が集中的且つ繰り返して加わり、その結果、当該部分が疲労して吊ボルトが折損し、保護対象機器の落下事故が生じるという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、地震が起きた場合であっても吊ボルトの天井等との接続部分に集中的な応力が加わるのを軽減させ、吊ボルトの折損防止を目的とした天井吊下型減震装置を提供する。

請求項１に記載した発明は「弾性体取付用孔１２ｃが設けられている上側片１２ａと、上側片１２ａの下方に所定間隔を隔てて配置され、吊持支持具Ｍを介して保護対象機器Ｐが取り付けられる下側片１２ｂとを備える減震装置本体１２および、上側片１２ａの弾性体取付用孔１２ｃに取り付けられた弾性体１４により構成された天井吊下型減震装置１０であって、弾性体１４は、弾性体取付用孔１２ｃよりも大径で上側片１２ａの上面側に配置される上側弾性体１４ａ、弾性体取付用孔１２ｃよりも大径で上側片１２ａの下面側に配置される下側弾性体１４ｂおよび上側弾性体１４ａと下側弾性体１４ｂとを連結し弾性体取付用孔１２ｃ内に配置される連結部材１４ｃにより構成されており、弾性体１４には上側弾性体１４ａの上端部から下側弾性体１４ｂの下端部に至るボルト挿通用孔１４ｄが形成されており、上側片１２ａと接する下側弾性体１４ｂの上面が上側片１２ａに向けた凸曲面状に形成されている」ことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、「上側片１２ａと下側弾性体１４ｂとの間には、弾性体１４よりも摩擦係数の小さな材質からなり、上向き碗状に形成された皿座２０がさらに介装されている」ことを特徴とする。

請求項１〜２に記載の発明によれば、保護対象機器Ｐが地震による破壊的な運動エネルギーを受けて前後左右に振れると、減震装置本体１２が弾性体１４の連結部分１４ｃを中心として保護対象機器Ｐの動きに合わせて振り子状に自由に回転することができる。保護対象機器Ｐが前後左右に振れる際に発生する運動エネルギーは、弾性体１４によって効果的に吸収され、吊ボルトＢに伝達される振動が大幅に軽減される。したがって、吊ボルトＢにおける天井Ｓとの接続部分Ｘに応力が集中的に加わることが軽減され、吊ボルトＢの折損が生じるのを防止できる。

そして、請求項２に記載の発明のように、上側片１２ａと下側弾性体１４ｂとの間に弾性体１４よりも摩擦係数の小さな（換言すれば、滑りやすい）材質からなる皿座２０を設けるようにすれば、減震装置本体１２の回転運動がよりスムーズに行われることとなるので、弾性体１４に不所望な振動が伝達されるのを軽減でき、その結果、吊ボルトＢの折損や破断といった問題が生じるのをより効果的に防止できる。

この発明の一実施例の天井吊下型減震装置の使用状態を示す図である。 弾性体の平面図である。 弾性体の正面図である。 無負荷状態における天井吊下型減震装置を示す部分断面図である。 振動発生時における天井吊下型減震装置を示す部分断面図である。 無負荷状態における第二実施例の天井吊下型減震装置を示す部分断面図である。 振動発生時における第二実施例の天井吊下型減震装置を示す部分断面図である。 図６実施例における変形例を示す図である。 図６実施例におけるさらに別の変形例を示す図である。

以下、本発明を図面に従って説明する。図１は、本発明にかかる第１実施例の天井吊下型減震装置１０（以下、単に「減震装置１０」という。）の使用状態を示す図である。

この図が示すように、本発明の減震装置１０は、天井等Ｓから吊り下げられた吊ボルトＢと、保護対象機器（本実施例では、その一例として配管を取り上げる）Ｐを吊持支持する吊持支持具Ｍとの間に介装して使用されるものであり、減震装置本体１２と弾性体１４とで大略構成されている。

減震装置本体１２は、矩形枠状の部材で、本実施例では、金属等の剛性材料からなる板材を矩形枠状に曲折形成し、その端部同士を上面側で重ね合わせて互いに溶接することによって形成されている。

減震装置本体１２の上側片１２ａには、後述する弾性体１４を取り付けるための弾性体取付用孔１２ｃが形成されており、この弾性体取付用孔１２ｃに弾性体１４が取り付けられている。

また、上側片１２ａの下方にて所定間隔を経て配置されている下側片１２ｂには、吊持支持具Ｍの上面に立設されているボルトＭｂを挿通するためのボルト挿通用孔１２ｄが形成されている。

なお、上側片１２ａに形成されている弾性体取付用孔１２ｃは、後述する弾性体１４の連結部材１４ｃの外径よりも若干大きく設定されており、下側片１２ｂに形成されているボルト挿通用孔１２ｄは、ボルトＭｂの外径よりも僅かに大きく設定されている。

弾性体１４は、ゴム等の弾性材料からなる略瓢箪形状の部材であり（図２〜図３参照）、上端部が切り欠かれた略球形の上側弾性体１４ａと、上側弾性体１４ａよりも大径で下端部が切り欠かれた略球形の下側弾性体１４ｂと、上側弾性体１４ａと下側弾性体１４ｂとを連結する略円柱状の連結部材１４ｃとで構成されている。上側弾性体１４ａの上側片１２ａと接する側の面である下面ならびに、下側弾性体１４ｂの上側片１２ａと接する側の面である上面は、上側片１２ａ側に向かう凸球面状となるように構成されている。

弾性体１４には、上側弾性体１４ａの上面から下側弾性体１４ｂの下面に至るボルト挿通用孔１４ｄが形成されており、その内側面中段部分から上側の部分には、例えば、炭素鋼や硬質樹脂といった非弾性体からなる筒状のパイプ１４ｅがインサートされている。なお、ボルト挿通用孔１４ｄの内径は、天井吊ボルトＢの外径よりもやや大きめに設定されており、ボルト挿通用孔１４ｄの内側面とパイプ１４ｅの内側面とは面一となるように形成されている。

減震装置本体１２に対する弾性体１４の取り付けは、以下のようにして行う。すなわち、弾性体１４を減震装置本体１２の上側片１２ａの下側に配置し、小径側の上側弾性体１４ａをその側方から挟んで撓ませて上側片１２ａの弾性体取付用孔１２ｃに押し込み、連結部材１４ｃを弾性体取付用孔１２ｃに嵌め込む（換言すれば、上側弾性体１４ａと下側弾性体１４ｂとの間に上側片１２ａを挟み込む）。これにより、減震装置１０の組み立てが完了する。なお、上側弾性体１４ａおよび下側弾性体１４ｂの外径は、上側片１２の弾性体取付用孔１２ｃの内径よりも大きく設定されているので、使用時において弾性体１４が上側片１２ａから抜け落ちることはない。

減震装置１０を使用する際には、天井Ｓから吊り下げられている吊ボルトＢの下端部を弾性体１４のボルト挿通用孔１４ｄに挿通するとともにその挿通端部にナットＮを螺合して減震装置１０の上下方向の位置を固定する。

次に、吊持支持具Ｍの上端部に立設されているボルトＭｂを減震装置本体１２の下側片１２ｂのボルト挿通用孔１２ｄに挿通し、吊持支持具Ｍに吊持支持されている保護対象機器Ｐの高さ調整を行った後、ボルトＭｂの挿通端部にナットＮを螺合して位置を固定する。

以上により、減震装置１０を利用した保護対象機器Ｐの吊持支持が完了する。なお、図４は、無負荷状態の弾性体１４の状態を示す部分断面図であり、図５は、保護対象機器Ｐの自重により弾性体１４（より詳しくは下側弾性体１４ｂ）に負荷がかかった状態を示す部分断面図である。

地震が起きて保護対象機器Ｐに破壊的な運動エネルギーが加わり、保護対象機器Ｐが水平方向に揺れると、図５の二点鎖線で示したように、減震装置本体１２が弾性体１４の連結部材１４ｃとの連結部分を中心にして振り子のように前後左右に揺れる。このとき、減震装置本体１２は上述した連結部材１４との連結部分を中心として円滑な回転運動をすることになるので、保護対象機器Ｐが前後左右に揺れることにより発生する運動エネルギーは、吊持支持具Ｍならびに減震装置本体１２を介して弾性体１４に伝達され、弾性体１４において振動エネルギーが効果的に吸収されて熱エネルギーに変換される。

したがって、吊ボルトＢに伝達される振動は大幅に低減され、吊ボルトＢの天井Ｓとの接続部分Ｘに加わる応力は小さくなり、その結果、吊ボルトＢの折損が生じるのを防止できる。

なお、図５を参照して分かるように、下側弾性体１４ｂに負荷がかかった状態では、下側弾性体１４ｂが保護対象機器Ｐの自重に応じて上下方向に撓むのであるが、この撓み量は保護対象機器Ｐの自重に応じて変化する。すなわち、保護対象機器Ｐの自重が大きくなればなるほど、上側弾性体１４ｂと上側片１２ａとの接触面積が大きくなり、保護対象機器Ｐの自重に応じた振動吸収効果が期待できる。

本実施例において、弾性体１４はゴムなどの弾性材料から構成されていることから、減震装置本体１２が前後左右に振り子状に揺れると、揺れる際に弾性体１４と減震装置本体１２との間に働く摩擦力が弾性体１４に不所望に加わることとなり、弾性体１４における振動吸収効果が減殺される結果となりかねない。

かかる問題を解消するためには、減震装置本体１２と弾性体１４との間で不所望な摩擦力が発生するのを防止すればよく、かかる目的を具現化するための一例として、図６〜図７に示すように、減震装置本体１２と上側弾性体１４ａとの間に減震装置本体１２との間の摩擦力（静摩擦係数ならびに動摩擦係数）が小さな材質（例えば金属）からなる上向き椀状（凸球面状）に形成された皿座２０を設けるようにすることができる。

このような皿座２０を設けることで、減震装置本体１２が振り子状に揺れる際、減震装置本体１２と弾性体１４との間で不所望な摩擦力が生じるのを防止でき、吊ボルトＢに不所望な振動が伝達されるのを抑えることができる。

なお、弾性体１４の形状、特に下側弾性体１４ｂの形状は、減震装置本体１２（或いは皿座２０）と接する上面部分が中心から外方に向かうにしたがって、離れていくように設定されていればよく、その胴体部分の形状は上述実施例に限定されるものではない。

例えば、図８実施例に示すように、胴体部分を切除してもよいし、図９に示すように、胴体部分を蛇腹状に形成してもよい。図９のように胴体部分を蛇腹状に形成した場合には、下側弾性体１４ｂが上下に撓みやすくなるので、減震装置本体１２の振動エネルギーをより効果的に吸収することができる。

１０…天井吊下型減震装置
１２…減震装置本体
１２ａ…上側片
１２ｂ…下側片
１２ｃ…弾性体取付用孔
１２ｄ…ボルト挿通用孔
１４…弾性体
１４ａ…上側弾性体
１４ｂ…下側弾性体
１４ｃ…連結部材
１４ｄ…ボルト挿通用孔
１４ｅ…パイプ
２０…皿座
Ｂ…吊ボルト
Ｍ…吊持支持具
Ｍｂ…ボルト
Ｐ…保護対象機器
Ｓ…天井
Ｘ…境界部分

Claims (2)

1. 弾性体取付用孔が設けられている上側片と、前記上側片の下方に所定間隔を隔てて配置され、吊持支持具を介して保護対象機器が取り付けられる下側片とを備える減震装置本体および、前記上側片の弾性体取付用孔に取り付けられた弾性体により構成された天井吊下型減震装置であって、
   前記弾性体は、前記弾性体取付用孔よりも大径で前記上側片の上面側に配置される上側弾性体、前記弾性体取付用孔よりも大径で前記上側片の下面側に配置される下側弾性体および前記上側弾性体と前記下側弾性体とを連結し前記弾性体取付用孔内に配置される連結部材により構成されており、
   前記弾性体には、前記上側弾性体の上端部から前記下側弾性体の下端部に至るボルト挿通用孔が形成されており、前記上側片１２ａと接する前記下側弾性体の上面が前記上側片に向けた凸曲面状に形成されていることを特徴とする天井吊下型減震装置。
2. 前記上側片と前記下側弾性体との間には、前記弾性体よりも摩擦係数の小さな材質からなり、上向き碗状に形成された皿座がさらに介装されていることを特徴とする請求項１に記載の天井吊下型減震装置。

Images