JP5947696B2 - 緩み止め具及び当該緩み止め具を備えた減震ストッパ構造 - Google Patents
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Description
一般的な除振架台は、設備機器を設置する上部架台と、床スラブ等の設置面に固定する下部架台と、両架台間に介装された防振部材を備えており、設備機器の稼動により発生する振動を防振部材で吸収することで、設置面に振動が伝わることを抑制する。
しかしながら、地震や強風などが発生した場合には、設備機器が所定以上の振幅で揺れ、転倒する危険性が生じる。そこで、設備機器が所定以上の振幅で揺れることを防ぐ目的で、除振架台には種々のストッパ構造を備えている。
この除振架台100は、床スラブ101に設置された下部架台104と、設備機器を設置する上部架台102と、下部架台104と上部架台102との間に介装され、振動を吸収する防振部材103とを備えている。
また、係る構成を有する除振架台100の周囲の床スラブ101には、L型耐震ストッパ金具105がアンカーボルト106によって固定されている。
しかしながら、L型耐震ストッパ金具105は、衝突により上部架台102の所定以上の振幅を抑制するため、上部架台102の周縁部102a及びL型耐震ストッパ金具105の変形を招く虞がある。
また、L型耐震ストッパ金具105は、水平方向の所定以上の振幅での揺れを防ぐことはできるが、下部架台104と上部架台102間の距離を離間させたり、上部架台102を傾斜させたりする力(以下、「上下引き抜き力」)に抵抗しないため、上部架台102に設置される設備機器が転倒する虞があった。
この除振架台110は、床スラブ111に設置された下部架台114上に防振部材113を介して上部架台112が備えられる。
この耐震ストッパ構造120は、上部架台112にナット130、130によって固定され垂設されるストッパボルト121を備え、このストッパボルト121を下部架台114に設けられた耐震枠116の貫通孔116aに挿通させた構成を有している。
平時において、防振機能を発揮するために、耐震ストッパ構造120は、耐震枠116と水平方向の隙間E及び鉛直方向の隙間Dを設け、上部架台112と下部架台114とを絶縁する構造となっている。
しかしながら、除振架台110の鉛直方向の高さには制限があり、ダブルナット機構を採用するスペースを取ることができないことがあった。
したがって、設備機器を載置する除振架台100も、壁際や、他の設備機器との隙間をわずかにして、設置されることとなるため、作業者が工具を使って締結作業を行うことが困難となることがあった。
また、前記緩み止め具を備えた減震ストッパ構造は、前記支持板の端部のうち、前記接続体が接続された側と反対側の端部に、互いに前記1対の挟持体を構成し対向する支持板側に傾斜して折曲する折曲部を有し、当該折曲部が、前記ナットに係止し抜け止めされたことを特徴とする。
また、前記緩み止め具は、前記支持板の端部のうち、前記接続体が接続された側と反対側の端部に、互いに前記1対の挟持体を構成し対向する支持板側に傾斜して折曲する折曲部を有し、当該折曲部が、前記ナットに係止することで抜け止めされることを特徴とする。
加えて、支持板の端部のうち、接続体が接続された側と反対側の端部に、互いに1対の挟持体を構成し対向する支持板側に折曲する折曲部を設けることによって、前記ナットに係止し抜け止めされる。即ち、除振架台の振動等によって、緩み止め具が外れることがない。
(事前検討例1)
図12(a)は、本発明者が事前に検討した事前検討例1の緩み止め構造としてのクサビ形緩み止め具272を適用した減震ストッパ構造290を示す正面図である。
当該ストッパボルト232には、すべり材よりなる外側層238bと減衰材よりなる内側層238aとからなる減震用弾性管238が挿通されており、当該減震用弾性管238は、貫通孔234の縁部と水平方向に一所定の隙間を持って配置されている。
また、クサビ形緩み止め具272は、上プレート270と、下プレート271とで構成される。前記上プレート270と前記下プレート271とは、それぞれ対向し当接する面に、逆方向に同角度の傾斜を有することでクサビ構造を形成している。クサビ形緩み止め具272は、このクサビ構造によって下方から第2のワッシャ258を上方に押し付け、緩みを防いでいる。
また、当該傾斜面270bと対向する面である上面270cは傾斜のない平面である。さらに、上プレート270は、傾斜面270bの傾斜によって板厚が最厚となる側の縁部270dから反対側の端部に向かって切欠部270aを有している。当該切欠部270aの開口幅は、ストッパボルト232のボルト部の径に対して十分な大きさを有する。
また、当該傾斜面271bと対向する面である下面271cは傾斜のない平面である。さらに、下プレート271は、中央に貫通孔271aを有している。当該貫通孔271aは、ストッパボルト232のボルト部の径よりも大きくまた、固定ナット266の外周径よりも小さく形成される。
このとき、上プレート270の最厚部を下プレート271の最薄部と一致させる向きに(即ち、上プレート270の最薄部を下プレート271の最厚部と一致させる向きに)、挿入することで、上プレート270の上面270cと下プレート271の下面271cが互いに平行となる。
したがって、上プレート270の最厚部と下プレート271の最厚部を近づける方向(図12(a)の右側方向)に移動させることで、上プレート270と下プレート271の各傾斜面270b、271bが滑り、平行に対向する上プレート270の上面270cと下プレート271の下面271cとが離間し、第2のワッシャ258を上方に持ち上げることができる。
次に、クサビ形緩み止め具272の上プレート270を予めストッパボルト232に挿通された下プレート271と第2のワッシャ258の間に挿入する。さらに、上プレート270を当該上プレート270の最厚部と下プレート271の最厚部を近づける方向(図12(a)の右側方向)に移動させることによって第2のワッシャ258を上方に持ち上げる。これによって、減震用弾性管238を介して第1のワッシャ248を上方に持ち上げ、第1のワッシャ248を上ナット252に当接させる。
さらに、上プレート270の最厚の縁部270dにハンマー等で衝撃を加え、上プレート270を第2のワッシャ258と下プレート271との間にくい込ませて施工が完了する。
加えて、傾斜面270b、271bの摩擦力が不十分である場合に緩みが生じる虞がある。
(事前検討例2)
図13(a)は、本発明者が事前に検討した事前検討例2の緩み止め構造としての第1及び第2の蝶ねじ付ナット280、283を適用した減震ストッパ構造292を示す正面図である。
事前検討例2の減震ストッパ構造292は、事前検討例1として示した減震ストッパ構造290と類似した構成となっており、同一の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第1の減震ワッシャ250の上方には、第1のワッシャ248を介して第1の蝶ねじ付ナット280が螺入され、第2の減震ワッシャ256の下方には第2のワッシャ258を介して第2の蝶ねじ付ナット283が螺入されている。
ナット部材281は、その外周面に、蝶ねじ282と対応するめねじが形成されたねじ孔281aを有している。当該ねじ孔281aは、めねじ281bまで到達しており、ねじ孔281aに蝶ねじ282を螺入することで、蝶ねじ282のねじ部の先端で、ストッパボルト232のねじ山を加圧し、第1の蝶ねじ付ナット280が緩むことを防ぐことができる。
ねじ孔281aは、ナット部材281の外周の6つの面のうち均等に配置された3面に形成されていることが望ましい。このように配置することで、ナット部材281を少なくとも60度回転することで、作業者にとって蝶ねじ282を螺入しやすい位置に合わせることができる。
ナット部材284には、ストッパボルト232に対応するめねじ284bが形成されている。また、ナット部材284は、その外周面に、蝶ねじ285と対応するめねじが形成されたねじ孔284aを有している。当該ねじ孔284aは、めねじ284bまで到達しており、ねじ孔284aに蝶ねじ285を螺入することで、蝶ねじ285のねじ部の先端で、ストッパボルト232のねじ山を加圧し、第2の蝶ねじ付ナット283が緩むことを防ぐことができる。
ねじ孔284aは、ナット部材284の外周の4つの面すべてに形成されていることが望ましい。このように配置することで、ナット部材284を少なくとも45度回転することで、作業者にとって蝶ねじ285を螺入しやすい位置に合わせることができる。
本発明の緩み止め具は、事前検討例1及び事前検討例2を加味し、設置工程に工具を用いる必要がなく、また低コストな緩み止め構造を実現するものである。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は、本発明の緩み止め具2が適用される除振架台1の構造を示す斜視図であり、図2は、正面図、図3は平面図を示す。
除振架台1は、建築物等の床スラブ18にアンカーボルト(図示略)などで固定された下部架台14と、下部架台14と所定の間隙を隔てて対向配置された上部架台12とを備えている。
防振部材16は上部架台12上に設置される設備機器の重心位置を考慮し、下部架台14と上部架台12の間の適所に複数箇所設置される。
また、第1の上部フレーム部材20a及び第2の上部フレーム部材20cには、それぞれ2つの取付片部24が設けられている。各取付片部24には設備機器固定用の取付孔26が形成されており、上部架台12に設備機器を載置した後、当該取付孔26にボルトを挿通し、設備機器と螺合することにより、設備機器を固定することができる。
同様に、下部架台14も、図1に示すように、4本の下部フレーム部材29a、29b、29c、29dを4個の下部コーナー金物28を介して矩形状に連結した形状を有している。
上部架台12及び下部架台14を構成するフレーム部材は、防錆処理型鋼やFRP材を矩形に枠組みして形成されたものからなる。
図4(a)に、当該減震ストッパ構造30の詳細な構造を示し、図4(b)にその断面構造を示す。
減震ストッパ構造30は、上部架台12から水平方向に延び、貫通孔34が形成された跳ね出し板部22aと、下部架台14に一端が固定されるとともに、他端が前記貫通孔34に挿通されるストッパボルト32と、当該ストッパボルト32に挿通または螺入される上ナット52、矩形ワッシャ4、第1の減震ワッシャ50、減震用弾性管38、第2の減震ワッシャ56、ワッシャ58、下ナット60とを備えている。また、本発明の隙間管理具3が、前記矩形ワッシャ4、第1の減震ワッシャ50、跳ね出し板部22a、第2の減震ワッシャ56、ワッシャ58を挟み込むように水平方向から装着され、さらにその側方から、本発明の緩み止め具2が装着され概略構成されている。
ストッパボルト32は、ボルト頭部を下にして軸の先端を上にして倒立させて貫通孔35に挿通し、ストッパボルト32のボルト頭部と固定ナット66により下部コーナー金物28を挟み固定される。また、当該ストッパボルト32の先端側は、上部コーナー金物22の跳ね出し板部22aに形成された貫通孔34に挿通されている。
上部コーナー金物22の跳ね出し板部22aに形成された貫通孔34は、ストッパボルト32のボルト部の外径A(図4(a)参照)に比べて十分に大きな径を備えている。この貫通孔34の縁部と、ストッパボルト32の外周面との間には、管状であり外径B(図4(a)参照)を有する減震用弾性管38が介装されている。
内側層38aは、弾性と減衰性を合わせ持つ材料からなる。例えば、径方向に5mm程度の厚みとし、硬度30〜40度で且つ動的粘弾性特性tanδが0.5以上となるブチルゴム等の減衰ゴムや、高減衰性スチレン系エラストマー等の材料によって形成することができる。また、外側層38bは、径方向に1〜2mm程度の厚みを有し、硬度70度以上で硬く且つ摩擦係数μ=0.4程度の材料により形成することができる。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂材料が好適である。
第1の減震ワッシャ50の材料として、例えば硬度30〜40度で且つ動的粘弾性特性tanδが0.5以上となるブチルゴム等の損失係数の大きな高減衰ゴムや、高減衰性スチレン系エラストマー等を用いる事ができる。
矩形ワッシャ4はその外形が矩形状となっており、4つ角のうち、片側の2つの角には段部4a、4aが形成されている。段部4a、4aは、当該段部4a、4aと反対側の辺4cに対向する直線部4a1を有している。
矩形ワッシャ4は鉄鋼材料などからなり、中央に前記ストッパボルト32が挿通する孔4bが形成されている。この孔4bはストッパボルト32の外径A(図4(a)参照)より大きく、減震用弾性管38の外径B(図4(a)参照)より小さく形成されている。
さらに第2の減震ワッシャ56の下方には、ワッシャ58が備えられている。ワッシャ58は、鉄鋼材料などからなり、その内径は、ストッパボルト32の外径A(図4(a)参照)より大きく、減震用弾性管38の外径B(図4(a)参照)より小さく形成されている。
図5(a)に本実施形態における隙間管理具3の斜視図を示す。また、図5(b)に、図5(a)に示す隙間管理具3を展開した展開隙間管理具93を示す。
隙間管理具3は、平行に対向する第1及び第2の水平プレート3c、3dと、これらの一端を接続する接続板部3eとにより、略コの字形状を形成する。
隙間管理具3の材質は、特に限定されるものではないが、一例として鉄鋼材料などを用いる事ができる。また、アルミニウムなどの金属材料または樹脂材料からなるものであっても良い。
隙間管理具3は第1の水平プレート3cを前記矩形ワッシャ4の上面に挿入し、第2の水平プレート3dをワッシャ58の下面に挿入することで、跳ね出し板部22a、第1及び第2の減震ワッシャ50、56、矩形ワッシャ4並びにワッシャ58を挟み込むように備えられている。
また、第1の水平プレート3cには、接続板部3eと反対側の端部の先端を第2の水平プレート3d側に傾斜させて曲げた屈曲部3b、3bが形成されている。
図4(a)に示すように、当該屈曲部3b、3bは、上述した矩形ワッシャ4の段部4a、4a内に挿入されており、隙間管理具3の抜け止めの役割を果たしている。
即ち、接続板部3eの外側面の鉛直方向中央にマーキングされた直線3a、接続板部3eの端部の一方の鉛直方向中央に形成され、開口部に傾斜を有する凹部3f、接続板部3eの端部の一方の鉛直方向中央に形成された凸部3gである。
これらの明示手段たる直線3a、凹部3f、凸部3gは、接続板部3eに1つだけ設けられていても2つ以上を組み合わせて設けられていても良い。
凹部3fは、当該凹部3fの内側壁に傾斜面3faを有し、凹形状の底部3fbが平坦となっており、底部3fbの幅(鉛直方向の幅)は、跳ね出し板部22aの厚みと略同幅となっている。
凸部3gの凸形状の突出部分の幅(鉛直方向の幅)は、跳ね出し板部22aの厚みとほぼ同じか、わずかに大きくなっている。
この様に、接続板部3eの鉛直方向中央部を、上部コーナー金物22の跳ね出し板部22aと一致させることで、跳ね出し板部22aに対して鉛直方向上方の隙間d2と鉛直方向下方の隙間d2とが一致する。これらの隙間の合計は、2mmとなるように各部材の寸法が調整されていることが好ましく、この場合隙間d2は、1mmとなる。
また、この隙間d2は、想定される地震の最大震度の大きさ等に応じて設定され、1mmに限らず、設計段階で想定した大きさに形成すればよい。
上ナット52及び下ナット60には、緩み止め具2が装着されている。
図7(a)に本実施形態における緩み止め具2の平面図を示し、図7(b)に正面図、図7(c)に側面図、図7(d)に斜視図を示す。
緩み止め具2は、単純な構造であるため、製造工程を単純化することが可能であり、安価で製造することができる。
第1の挟持体45を構成する支持板41、42は、それぞれ上ナット52の外周に形成される平行に対向する2面間の距離と略同距離か、若干大きく形成されている。
同様に、第2の挟持体46を構成する支持板43、44は、それぞれ下ナット60の外周に形成される平行に対向する2面間の距離と略同距離か、若干大きく形成されている。
同様に、第2の挟持体46を構成する支持板43、44は、前記接続体47が接続された側と反対側の端部に、対向する支持板側に傾斜して折曲する折曲部43a、44aを有する。
緩み止め具2が装着されると、第1の挟持体45の支持板41、42が上ナット52を挟み込むように配置される。また、同様に第2の挟持体46の支持板43、44が下ナット60を挟み込むように配置される。さらに、緩み止め具2の折曲部41a、42aが、上ナット52を係止し、折曲部43a、44aが下ナット60を係止する。
加えて、接続体47は、隙間管理具3の接続板部3eを介して、跳ね出し板部22aの縁部22a1に沿うように配置される。したがって、緩み止め具2は、その接続体47が、接続板部3eを介して跳ね出し板部22aの縁部22a1に当接するため、回転することがない。即ち上ナット52及び下ナット60も回転することがなく、上ナット52及び下ナット60は、移動することがない。
図9(a)に工場からの出荷段階での減震ストッパ構造30を示す。図9(a)に至るまでの工場での組み立て工程を以下に説明する。
下部コーナー金物28の跳ね出し板部28aにストッパボルト32を倒立させて固定ナット66によって固定し、当該ストッパボルト32に下ナット60を螺入し、ワッシャ58、第2の減震ワッシャ56、減震用弾性管38を順次挿通する。次に上部架台12を防振部材(図示略)に設置するとともに、上部コーナー金物22の跳ね出し板部22aに形成された貫通孔34に前記減震用弾性管38を挿通する。さらに、ストッパボルト32に、第1の減震ワッシャ50、矩形ワッシャ4を順次挿通し、上ナット52を螺入する。
また、上部架台12を防振部材(図示略)に設置する際に、減震用弾性管38と跳ね出し板部22aに設けられた貫通孔34との水平方向の隙間e2を全周にわたり1mm程度となるように調整する。
減震用弾性管38と貫通孔34との水平方向の隙間e2の調整は、工場内での調整であるため、比較的容易に調整が可能である。
次に、現場に搬入し、下部架台14を設置面の床スラブ(図示略)に固定する。さらに、図9(b)に示すように設備機器91を上部架台12に設置する。これにより、上部架台12と下部架台14に介装されている防振部材(図示略)が沈み込み、これにともない、上部架台12と下部架台14とが近接する。即ち、跳ね出し板部22aも下方に下がる。
次に、図9(c)に示すように、第1及び第2の減震ワッシャ50、56と、跳ね出し板部22aとの隙間d2、d2が1mm程度となるように、下ナット60及び、上ナット52によって調節し、締結する。
明示手段としての直線3aを用いて調整を行う場合においては、隙間管理具3における接続板部3eの直線3aを上部コーナー金物22の跳ね出し板部22aと一致するように、水平方向から目視にて確認しながら、上ナット52及び下ナット60の位置を調整し、接続板部3eの鉛直方向中央を跳ね出し板部22aに一致させる。
換言すると、凹部3fの底部3fbと跳ね出し板部22aの上下方向を合わせることにより、跳ね出し板部22aの上下位置を合わせることができる。
この作業は、設置場所が暗い場所であっても指先で凸部3gと跳ね出し板部22aをなぞることによって実施することができる。
緩み止め具2によって、上ナット52及び下ナット60の緩みが防止されるため、隙間管理具3の明示手段を基に調整した、隙間d2、d2は、設備機器91の振動や、地震などによって、上部架台12が下部架台14に対して振動しても変わることがない。即ち、設備機器91の稼動により発生する振動を防振部材16で吸収する機能(防振機能)及び、地震や強風によって設備機器91が転倒することを防ぐ機能(耐震機能)を安定して果たすことができる。
2…緩み止め具
3…隙間管理具
3b…屈曲部
3c…第1の水平プレート
3d…第2の水平プレート
3e…接続板部
4…矩形ワッシャ
4a…段部
12、212…上部架台
14、214…下部架台
16…防振部材
18…床スラブ
22a、28a、212a…跳ね出し板部
22a1…縁部
30、290、292…減震ストッパ構造
32、232…ストッパボルト
34、35、234…貫通孔
38、238…減震用弾性管
41、42、43、44…支持板
41a、42a、43a、44a…折曲部
45…第1の挟持体
46…第2の挟持体
47…接続体
50、250…第1の減震ワッシャ
52、252…上ナット
56、256…第2の減震ワッシャ
58…ワッシャ
60…下ナット
66、266…固定ナット
91、291…設備機器
93…展開隙間管理具
248…第1のワッシャ
258…第2のワッシャ
270…上プレート
270a…切欠部
270b、271b…傾斜面
270c…上面
271…下プレート
272…クサビ形緩み止め具
280…第1の蝶ねじ付ナット
281、284…ナット部材
282、285…蝶ねじ
283…第2の蝶ねじ付ナット
A、B…外径
d2、e2…隙間
Claims (6)
- 下部架台と、前記下部架台上に設置された防振部材と、前記防振部材上に載置された上部架台と、前記下部架台と上部架台の間に装着される減震ストッパ構造において、
前記上部架台または下部架台の何れか一方から横方向に延び、貫通孔が形成された跳ね出し板部と、
前記上部架台または下部架台の何れか他方に一端が固定されるとともに、他端が前記貫通孔内に挿通されるストッパボルトと、
前記ストッパボルトに螺入され前記跳ね出し板部を介して上下に配置され、外周に平行に対向する面を有する1対のナットと、
前記ストッパボルトに挿通され前記貫通孔と前記上下のナットとの間にそれぞれ介在するワッシャと、からなる減震ストッパ構造であって、
水平方向に前記ナット外周の平行に対向する2面間の距離と略同距離だけ離間して延在する1対の支持板によって構成される第1の挟持体と、
前記第1の挟持体と略同形状をなす第2の挟持体と、
前記第1及び第2の挟持体を構成する支持板の一方の端部を接続する接続体と、から緩み止め具が構成され、
前記第1の挟持体と前記第2の挟持体とは、前記上下に配置された1対のナット間の上下方向距離と略同距離に離間して配置されており、
前記減震ストッパ構造の1対のナットのうち、上方のナットの平行に対向する2面を第1の挟持体により側方から挟持し、下方のナットの平行に対向する2面を第2の挟持体により側方から挟持して、上下のナットに装着されることにより、前記1対のナットの相対的な回転が抑止されたことを特徴とする緩み止め具を備えた減震ストッパ構造。 - 前記接続体は、前記減震ストッパ構造の跳ね出し板部の縁部に沿うように配置され、前記跳ね出し板部によって回り止めされたことを特徴とする請求項1記載の緩み止め具を備えた減震ストッパ構造。
- 前記支持板の端部のうち、前記接続体が接続された側と反対側の端部に、互いに前記1対の挟持体を構成し対向する支持板側に傾斜して折曲する折曲部を有し、当該折曲部が、前記ナットに係止し抜け止めされたことを特徴とする請求項1又は2記載の緩み止め具を備えた減震ストッパ構造。
- 下部架台と、前記下部架台上に設置された防振部材と、前記防振部材上に載置された上部架台と、前記下部架台と上部架台の間に装着される減震ストッパ構造に適用される緩み止め具であり、
前記上部架台または下部架台の何れか一方から横方向に延び、貫通孔が形成された跳ね出し板部と、
前記上部架台または下部架台の何れか他方に一端が固定されるとともに、他端が前記貫通孔内に挿通されるストッパボルトと、
前記ストッパボルトに螺入され前記跳ね出し板部を介して上下に配置され、外周に平行に対向する面を有する1対のナットと、
前記ストッパボルトに挿通され前記貫通孔と前記上下のナットとの間にそれぞれ介在するワッシャと、からなる減震ストッパ構造に装着される緩み止め具であって、
水平方向に前記ナット外周の平行に対向する2面間の距離と略同距離だけ離間して延在する1対の支持板によって構成される第1の挟持体と、
前記第1の挟持体と略同形状をなす第2の挟持体と、
前記第1及び第2の挟持体を構成する支持板の一方の端部を接続する接続体と、から構成され、
前記第1の挟持体と前記第2の挟持体とは、前記上下に配置された1対のナット間の上下方向距離と略同距離に離間して配置されており、
前記減震ストッパ構造の1対のナットのうち、上方のナットの平行に対向する2面を第1の挟持体により側方から挟持し、下方のナットの平行に対向する2面を第2の挟持体により側方から挟持して、上下のナットに装着されることにより、前記1対のナットの相対的な回転が抑止することを特徴とする緩み止め具。 - 前記接続体は、前記減震ストッパ構造の跳ね出し板部の縁部に沿うように配置されることで、前記跳ね出し板部によって回り止めされることを特徴とする請求項4記載の緩み止め具。
- 前記支持板の端部のうち、前記接続体が接続された側と反対側の端部に、互いに前記1対の挟持体を構成し対向する支持板側に傾斜して折曲する折曲部を有し、当該折曲部が、前記ナットに係止することで抜け止めされることを特徴とする請求項4又は5記載の緩み止め具。
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