JP5727330B2 - 制振棚 - Google Patents

Description

本発明は、地震等による振動を吸収し、棚状の物品が落下して損傷することを抑制することができる制振棚に関する。

陳列棚や家具等の棚において、地震等の際に、振動によって棚上の物品が落下して損傷してしまったり、棚自体が転倒してしまうことがあり、その対策が検討されている。例えば、特許文献１には、壁用止め金具及び家具用止め金具の間にエアーダンパーを取り付け、地震による家具の揺れを緩和し、家具内の物品を保護するための家具衝撃緩和装置が提案されている。

また、特許文献２には、多数の本が整理陳列された書棚等の棚状構造物を制振支持する構造であって、棚状構造物を載置するための吊り床と、吊り床を揺動自在に吊るための吊り部材と、吊り床の揺れを減衰させるためのダンパーとを備えた制振指示構造が提案されている。

実用新案登録第３１５１８２１号公報 特開２００１−３２９６７９号公報

上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の技術では、ダンパーを棚の上部又は底部に設けて棚全体の揺れを抑制しているが、地震等による振動によって棚自体に歪みが生じて、歪みと振動とにより棚上の物品が落下してしまうという不都合があった。特に、組立が容易な簡易陳列棚などにおいては、組立易さを重視した設計のために棚の剛性が低く、重量物を載置している場合等には、振動により大きく歪んで物品の落下だけでなく棚自体が転倒してしまう場合もある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、振動による棚自体の歪みと振動とを抑制して、物品の落下及び棚自体の転倒を抑制する制振棚を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる制振棚は、４本の支柱フレームと、これら支柱フレームに四隅が固定され互いに上下に間隔を空けて設置された長方形状の複数の棚部材と、前記棚部材の短辺側に配された前記支柱フレーム間に両端が固定された一対のダンパーとを備え、前記一対のダンパーが、前記棚部材に対して斜めに延在していると共に互いにねじれの位置に配されていることを特徴とする。

この制振棚では、一対のダンパーが、棚部材に対して斜めに延在しているので、筋交いの効果が得られて棚本体の剛性が向上し、棚自体の歪みを抑制すると共に、斜め配置により振動に対して転倒し易い方向、すなわち棚部材の短辺に沿った方向の振動と、上下方向の振動とを両方とも吸収することができる。また、両側部に設置された一対のダンパーが、互いにねじれの位置に配されているので、棚部材の短辺に沿って周期的に前方・後方に交互に加わる振動及び歪みを効果的に吸収して、バランス良く振動を抑えることができる。

また、本発明の制振棚は、前記ダンパーが、全体の高さ方向における中心位置の近傍であって該中心位置よりも低い位置に設置されていることを特徴とする。
すなわち、この制振棚では、ダンパーが、全体の高さ方向における中心位置の近傍であって該中心位置よりも低い位置に設置されているので、棚本体の中心位置、すなわち棚本体の歪み及び振動の支点となる近傍で振動の衝撃加速度を効果的に抑えることができる。特に、転倒し易い方向及び棚部材上の物品の振動を効果的に抑制可能である。

また、本発明の制振棚は、前記ダンパーが、減衰力が調整可能なハイドロリックダンパーであることが好ましい。
すなわち、この制振棚では、ダンパーが、軸方向の変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段であって液体と絞りとによって減衰力を発生し、該減衰力が調整可能なハイドロリックダンパーを採用しているので、棚上の物品の重量や配置に合わせて減衰力を調整することができる。

また、本発明の制振棚は、前記ダンパーが、前記棚部材に対して２０〜２５°の角度で設置されていることが好ましい。
すなわち、この制振棚では、ダンパーが棚部材に対して２０〜２５°の角度で設置されているので、振動に対して転倒し易い方向、すなわち棚部材の短辺に沿った方向の振動を主として吸収し、副として上下方向の振動も効果的に吸収することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の制振棚によれば、一対のダンパーが、棚部材に対して斜めに延在しているので、棚自体の歪みを抑制すると共に、転倒し易い方向の振動と上下方向の振動とを吸収することができる。
したがって、本発明の制振棚では、組立が容易な簡易陳列棚などでも高剛性と振動吸収効果とが得られ、棚上に重量物の物品を載置しても、振動による物品の落下や棚自体の転倒を防止することが可能になる。

本発明に係る制振棚の一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態において、振動時において物品を載置した状態の制振棚を示す側面図である。 本実施形態において、シリンダ本体内部の構造を含めたダンパーの構造を示す構造図である。

以下、本発明における制振棚の一実施形態を、図１から図３に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している部分がある。

本実施形態における制振棚１は、組み立て式の簡易陳列棚であって、図１及び図２に示すように、４本の支柱フレーム２と、これら支柱フレーム２に四隅が固定され互いに上下に間隔を空けて設置された長方形板状の複数の棚部材３と、棚部材３の短辺側に配された支柱フレーム２間に両端が固定された一対のダンパー４とを備えている。
上記支柱フレーム２は、断面Ｌ字状の金属棒状部材であり、棚部材３を固定するための複数の貫通孔（図示略）が延在方向に並んで形成されている。

上記棚部材３は、その四隅が支柱フレーム２に貫通孔を介して嵌め込みにより水平状態に固定されている金属板状の部材である。本実施形態の制振棚１では、５枚の棚部材３が設置され、例えば図２に示すように、棚部材３上には重量物を含む複数の物品５が載置されている。

上記一対のダンパー４は、棚部材３に対して斜めに延在していると共に互いにねじれの位置に配されている。すなわち、一対のダンパー４は、互いに逆方向に向けて水平な棚部材３に対して２０〜２５°の同一の角度θで設置されている。

なお、ダンパー４の取り付け角度θを上記範囲に設定した理由は、ダンパー４の取り付け角度θが棚部材３に対して２０°未満であると、上下方向の振動を十分に吸収することができず、２５°を超えると棚部材３の短辺方向の振動を十分に吸収することができないためである。すなわち、このダンパー４の取り付け角度θの上記範囲内が、最も制振棚１の振動する際の加速度を全体として効果的に抑えることができる範囲である。

また、ダンパー４は、全体の高さ方向における中心位置Ｃの近傍であって該中心位置Ｃよりも低い位置に設置されている。すなわち、ダンパー４により、棚本体における中心位置Ｃの近傍であって該中心位置Ｃよりも低い位置の剛性を向上させていると共に、振動や歪みの支点近傍で振動を吸収している。

上記ダンパー４は、軸方向の変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段であって液体と絞りとによって減衰力を発生し、該減衰力が調整可能なハイドロリックダンパーである。すなわち、具体的には、ダンパー４は、図３に示すように、内部に密閉室を備えたシリンダ本体６と、該シリンダ本体６の密閉室に挿入され、一端が該シリンダ本体６から延在方向に突出して延在方向に移動可能な回転軸７と、シリンダ本体６の密閉室内に充填された粘性流体９と、シリンダ本体６の密閉室内において回転軸７に設けられ粘性流体９が流通可能な孔又は溝が形成された羽根であるピストン８とを備えている。

なお、回転軸７の先端にはアタッチメント１０を介してロッド部１１が取り付けられている。このロッド部１１の先端には、支柱フレーム２へネジ止め可能な取り付け孔部１１ａが設けられている。なお、アタッチメント１０から先のロッド部１１を、異なる長さのものに交換することで、ピストン８がシリンダ本体６のほぼ中央に位置するようにダンパー４の取り付け位置や角度を調整することが可能である。

また、シリンダ本体６の回転軸７の突出側の反対側にも、回転軸７の反対方向に向けて延在するロッド部１１が設けられている。また、このロッド部１１の先端にも支柱フレーム２へネジ止め可能な取り付け孔部１１ａが設けられている。なお、支柱フレーム２の貫通孔を利用して取り付け孔部１１ａをネジ止めすることで、ダンパー４を容易に取り付けることができる。
なお、粘性流体９は、例えばオイルが採用される。

さらに、シリンダ本体６には、減衰力を調整可能な調整ダイヤル１２が外周に設けられている。この調整ダイヤル１２は、既存の調整機構であり、調整ダイヤル１２を回動させると、密閉室内の粘性流体９とピストン８との粘性抵抗を変化させることができ、減衰力を調整することができるようになっている。すなわち、調整ダイヤル１２を回動させることで、内部の粘性流体９を流動させる弁（図示略）の開度を調整可能である。

なお、ピストン８の可動範囲は、図３に示すように、シリンダ本体６内の下死点６ａから上死点６ｂまでの間となる。
すなわち、このハイドロリックダンパーは、シリンダ本体６のほぼ中間地点にピストン８が位置し、上死点６ａ又は下死点６ｂのいずれかにピストン８が常時位置することが無い構造を有している。

この制振棚１では、図２に示すように、例えば地震により地面が制振棚１の転倒し易い方向である棚部材３の短辺方向に揺れた場合、床側が力点となり、制振棚１は高さ方向の中心位置Ｃを支点にして振動すると共に全体として歪みが生じる。この際、中心位置Ｃの近傍かつ下側に設置された一対のダンパー４が、筋交い的な効果により制振棚１全体の歪みを抑制すると共に、振動を吸収する。特に、斜め設置された一対のダンパー４は、制振棚１の両側部において、制振棚１の転倒し易い方向（棚部材３の短辺方向）だけでなく、上下方向の振動も吸収するため、水平及び垂直方向の２方向の振動を同時に吸収して棚全体の振動を抑制する。

このように本実施形態の制振棚１では、一対のダンパー４が、棚部材３に対して斜めに延在しているので、筋交いの効果が得られて棚本体の剛性が向上し、棚自体の歪みを抑制すると共に、斜め配置により振動に対して転倒し易い方向、すなわち棚部材３の短辺に沿った方向の振動と、上下方向の振動とを両方とも吸収することができる。また、両側部に設置された一対のダンパー４が、互いにねじれの位置に配されているので、棚部材３の短辺に沿って周期的に前方・後方に交互に加わる振動及び歪みを効果的に吸収して、バランス良く振動を抑えることができる。

特に、ダンパー４が棚部材３に対して２０〜２５°の角度θで設置されているので、振動に対して転倒し易い方向の振動を主として吸収し、副として上下方向の振動も効果的に吸収することができる。
また、ダンパー４が、全体の高さ方向における中心位置Ｃの近傍であって該中心位置Ｃよりも低い位置に設置されているので、棚本体の中心位置Ｃ、すなわち棚本体の歪み及び振動の支点となる近傍で振動の衝撃加速度を効果的に抑えることができる。特に、転倒し易い方向及び棚部材上の物品の振動を効果的に抑制可能である。
さらに、ダンパー４が、減衰力が調整可能なハイドロリックダンパーを採用しているので、棚上の物品５の重量や配置に合わせて減衰力を調整することができる。

上記本実施形態の制振棚において、一対のダンパーが設置されている場合と設置されていない場合とで、実際に振動を加えて、図２に示す転倒し易い方向であるＹ方向における加速度を測定した結果を示す。
なお、本測定は、制振棚を振動台の上に載せ、振動台を周波数７．５Ｈｚで振動させた際に、図２に示すポイントＰでの加速度を測定した。その結果、Ｙ方向における加速度が、ダンパーを設置しない場合で８．６ｍ／ｓ^２であったのに対し、ダンパーを設置した本施例の場合では７．４ｍ／ｓ^２と低下し、振動が抑制されていることを確認した。

また、ダンパーの取付角度θを１５〜３０°まで５°毎に変えた場合について、図２に示す互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３方向における加速度を同様に測定した結果を、表１に示す。なお、取付角度θ：２０°の場合を１００％として、他の角度の加速度を比較し、算出した。

この結果からわかるように、取付角度θが２０°の場合に比べて、１５°及び３０°であるとＺ方向（上下方向）の加速度が大きく増加してしまうことから、取付角度θは、２０〜２５°の範囲内が好ましいことがわかる。なお、いずれの取付角度も、振動を特に抑制したい方向であるＹ方向（転倒し易い方向）については、ほぼ同レベルの加速度に抑えられている。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態の制振棚は、組み立て式の簡易陳列棚に適用したが、家具等の他の棚状構造物に適用しても構わない。

１…制振棚、２…支柱フレーム、３…棚部材、４…ダンパー、５…物品、６…シリンダ本体、７…回転軸、８…ピストン、１１…ロッド部、Ｃ…棚の高さ方向の中心位置

Claims (4)

1. ４本の支柱フレームと、
   これら支柱フレームに四隅が固定され互いに上下に間隔を空けて設置された長方形状の複数の棚部材と、
   前記棚部材の短辺側に配された前記支柱フレーム間に両端が固定された一対のダンパーとを備え、
   前記一対のダンパーが、前記棚部材に対して斜めに延在していると共に互いにねじれの位置に配されていることを特徴とする制振棚。
2. 請求項１に記載の制振棚において、
   前記ダンパーが、全体の高さ方向における中心位置の近傍であって該中心位置よりも低い位置に設置されていることを特徴とする制振棚。
3. 請求項１又は２に記載の制振棚において、
   前記ダンパーが、減衰力が調整可能なハイドロリックダンパーであることを特徴とする制振棚。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の制振棚において、
   前記ダンパーが、前記棚部材に対して２０〜２５°の角度で設置されていることを特徴とする制振棚。

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