JP6246547B2 - 減震ストッパ構造、隙間管理スペーサ、並びに防振架台 - Google Patents
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Description
一般的な防振架台は、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、防振架台には種々のストッパ構造を備えている。
この防振架台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f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。
水平方向の隙間e及び鉛直方向の隙間fが狭すぎると、上述した平時における防振機能を十分に果たすことができなくなり、逆に水平方向の隙間e及び鉛直方向の隙間fが広すぎると、地震時の大きな揺れによって、上部架台112と下部架台114とが、大きな振幅をもって相対運動し、耐震枠116と耐震用弾性部材115が衝突時に大きな衝撃力が発生する。この衝撃力によって、耐震ストッパ構造120の構成部材が破損したり、また場合によっては、上部架台112に設置された設備機器が破損する虞がある。
水平方向の隙間eは、上部架台112及び下部架台114の各部の寸法精度並びに組み付け精度を適切に設計することで適切に設定できるため、現場搬入前の工場での組み立て工程において、適切に管理できる。
しかしながら、耐震ストッパ構造120において、鉛直方向の隙間fは、上部架台112と下部架台114と相対的な位置が決まった後に調整する必要がある。上部架台112と下部架台114との相対的な位置は、当該防振架台110上に設置される設備機器の重量や重心の位置並びに床スラブ111の水平度等、様々な要因に依存するため、工場での組み立て工程において管理することができず、設置現場で設置作業者が個々に設定する必要がある。
発電設備又は屋外空調機等の設備機器は、屋外の壁際などに設置されることが多く、複数個の設備機器を配置する場合においては、隣り合う設備機器同士をできるだけ近接させることで、屋外スペースを有効に使うことが一般的である。したがって、設備機器を載置する防振架台110も、壁際や他の設備機器と近接した場所に設置されることとなるため、作業者が鉛直方向の隙間fを正確に調整することが困難であった。
前記第1架台に取り付けられ、前記第1架台と前記第2架台の間において水平に延び貫通孔を備えた水平板部を有するストッパ板部材と、
前記第2架台に取り付けられ、前記第1架台側に延び前記貫通孔に挿通されるストッパボルトと、
前記貫通孔の内周面と前記ストッパボルトの外径部との間であって、前記貫通孔の内周面との間、及び前記ストッパボルトの外径部との間の何れか一方又は両方に隙間を介して介装される減震管と、
前記水平板部の上部に隙間を介して配置される上側ストッパ体と、
前記水平板部の下部に隙間を介して配置される下側ストッパ体と、を備え、
前記上側ストッパ体が前記減震管の上端に接触し、前記下側ストッパ体が前記減震管の下端に接触しており、
前記ストッパ板部材の前記第1架台への取り付け、もしくは前記ストッパボルトの前記第2架台への取り付けのうち少なくとも一方が、高さ調整可能であり、前記上側ストッパ体と前記水平板部との間、並びに前記下側ストッパ体と前記水平板部との間にそれぞれ減衰弾性体からなる一対の減震ワッシャが介装されていることを特徴とする。
前記第1架台の側面に、前記長孔を介して前記ストッパ板部材がボルト固定されても良い。
本発明の減震ストッパ構造において、前記ストッパ板部材の前記第1架台への取り付け、もしくは前記ストッパボルトの前記第2架台への取り付けのうち少なくとも一方が、高さ調整可能であるため、減震ストッパ構造を備えた防振架台を設置する際に、予め鉛直方向の隙間を調整しておき、設置現場において、設備機器を載置し第1架台と第2架台の距離が決まった後に、減震ストッパ構造を第1架台又は第2架台に固定することができる。即ち、減震ストッパ構造の上下方向の隙間を作業現場で調整する必要がなくなり、設置作業が簡易となる。
図1に、本発明の第1実施形態である減震ストッパ構造30が適用された防振架台1の斜視図を示す。防振架台1は、建築物等の床スラブ(設置面)18にアンカーボルト(図示略)などで固定された第2架台(下部架台)14と、第2架台14と所定の間隙を隔てて対向配置された第1架台(上部架台)12とを備えている。
図2として、予備ストッパ構造20の正面視における部分断面図を示す。
予備ストッパ構造20は、第1コーナ部材22の底板部22aに形成された貫通孔22bを挿通する予備ストッパボルト23と、当該予備ストッパボルト23を第2コーナ部材24の天板部24aに固定するためのワッシャ26、26並びにナット25、25を備えている。さらに、第1コーナ部材22に形成された貫通孔22bと予備ストッパボルト23の間には、弾性部材27が介装されている。
円筒部27bは、貫通孔22bの内周面に接し、さらに予備ストッパボルト23の軸部23bと水平方向の隙間pを設けて介装されている。
また、フランジ部27aは、第1コーナ部材22の底板部22a上に載置され、予備ストッパボルト23の頭部23a底面と鉛直方向の隙間qを設けて介装されている。
弾性部材27は、ゴムなどの弾性体から形成されている。したがって、第1架台12と第2架台14の相対運動により、水平方向及び鉛直方向の隙間p、qがなくなり、予備ストッパ構造20の構成部材同士が衝突した際に、衝撃を吸収し、当該構成部材の破損を防ぐことができる。
なお、水平方向の隙間p及び鉛直方向の隙間qは、設置現場において目視によって、確認できる程度の広さであれば良く、それぞれ3〜5mm程度であることが好ましい。
また、この予備ストッパ構造20は、大きな地震による振動によって後述する減震ストッパ構造30の構成部材の一部が変形した場合に、載置された設備機器の転倒を防ぐ目的で予備的に備えられるものである。したがって、上述した水平方向の隙間p及び鉛直方向の隙間qは、図5を基に後段で詳しく説明する減震ストッパ構造30の構成部品同士の距離h、iよりも大きく設定することが望ましく、これによって減震ストッパ構造30の作用を阻害することはない。
第1架台12及び第2架台14を構成する各フレーム部材12a、14a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。
なお、図1に示す防振架台の構成は一例であり、フレーム部材12a、14aの材質、第1架台12、第2架台14を構成する部材数等は、第1架台12に固定される設備機器の重量や当該設備機器の振動特性によって、適宜決定することが望ましい。
図3(a)、(b)並びに図4に示すように減震ストッパ構造30は、第1架台12に取り付けられるストッパ板部材2と、第2架台14に取り付けられるストッパボルト固定部材3と、当該ストッパボルト固定部材3に固着し面上から鉛直上方に突出するストッパボルト4と、下側ストッパ体5、上側ストッパ体6、一対のナット7、7、減震管10(図3(a)、(b)においては不可視)並びに、一対の減震ワッシャ11、11とから構成される。なお、本実施形態においては、一対の減震ワッシャ11、11は、それぞれの上方又は下方に配置される下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6に接着されている。
鉛直板部2bには、上下方向を長手方向とする2つの長孔2c、2cが並列して設けられている。一方、第1架台12のフレーム部材12aの側面には、水平方向に貫通する挿通孔8C、8Cが設けられている。
鉛直板部2bの長孔2c、2cに、第1架台12の内側から挿通孔8C、8Cを通った固定ボルト8A、8Aを挿通し、固定ナット8B、8Bを外側から螺入し締結することによって、第1架台12にストッパ板部材2が固定される。
鉛直板部2bの長孔2c、2cにおいて、固定ボルト8A、8A及び固定ナット8B、8Bを用いて締結する高さを変えることによって、ストッパ板部材2の取り付け位置を長孔2cの鉛直方向の長さの範囲内で任意の高さの位置(無段階)に調整することができる。
第1架台12に設けられた挿通孔8C、8Cは、水平方向に横長の形状にすることが好ましい。水平方向に横長の形状にすることによって、固定ボルト8A、8A及び固定ナット8B、8Bを用いて締結する水平方向の位置を、前記横長の形状の範囲内において、取り付け時に設定することができる。したがって、第1架台12と第2架台14の間の水平方向の組み立て誤差がある場合に、ストッパ板部材2の水平方向の位置を調整することによってこの誤差を吸収し、ストッパボルト4の位置と水平板部2aに設けられた貫通孔2dの位置を合わせることができる。
締結板部3bの固定孔3c、3cに、第2架台14の内側から挿通孔9C、9Cを通った固定ボルト9A、9Aを挿通し、固定ナット9B、9Bを外側から螺入し締結することによって、第2架台14にストッパボルト固定部材3が固定される。
図5(a)に示すように、ストッパボルト4が螺入、又は挿通する各部材は、第2架台14側から第1架台12側にかけて、ナット7、下側ストッパ体5、減震ワッシャ11、減震管10、減震ワッシャ11、上側ストッパ体6、ナット7の順となっている。
三層構造の内、最も内側の最内層は、鉄鋼を代表する金属から形成されることが好ましく、特に錆等により固着することを防ぐためにステンレス製とすることができる。また、中間層は、弾性と減衰性を併せ持つ減震弾性体からなるものを用いる事が望ましい。さらに外側層は、前記中間層より剛性の高い材料を採用することが望ましい。
減震管10の中間層は、例えば径方向に5mm程度の厚みを有する硬度30以上で且つ動的粘弾性特性tanδが0.5以上となる減衰ゴムや、高減衰性熱可塑性エラストマー樹脂等の材料によって形成することができる。また、外側層は、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。
加えて、減震管10は、減衰弾性体からなり地震時に水平方向に大きな振動が加わった際に貫通孔2dの内周面と衝突し、地震の衝撃を和らげるとともに、地震のエネルギーを減衰させることができる。
なお、減震ワッシャ11、11が、下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6に接着されていない場合においては、上方の減震ワッシャ11が、減震管10に載置された状態となる。この場合は、図5(b)に示すように、上方の減震ワッシャ11の上面と上側ストッパ体6と間隙が距離hとなっていればよい。
即ち、隙間は、減震ワッシャ11と水平板部2aとの間、及び減震ワッシャ11と下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6の間の何れか一方又は両方に隙間が形成されていれば良い。
一対のストッパ体5、6は、それぞれ減震管10とナット7の間に挟持されている。即ち、上側ストッパ体6は、減震管10の上端に接触し上方からナット7によって挟み込まれている。同様に下側ストッパ体5は、減震管10の下端に接触し下方からナット7によって挟み込まれている。
一対のナット7は、上側ストッパ体6、減震管10、下側ストッパ体5を介して、上下から締め付けて固定されているため、ダブルナット機構を構成することができ、緩み込め緩み止め効果を奏することができる。
以上の構成を有する減震ストッパ構造30を設置するにあたって、図6(a)〜(c)に示す第1隙間管理スペーサ50を前記水平板部2aと上側ストッパ体6及び下側ストッパ体5との間に形成される上下の隙間を、等しくして、設置することができる。
第1隙間管理スペーサ50は、上側狭装部55と下側狭装部56と前記上側狭装部55と前記下側狭装部56を接続する接続部57とから概略構成される。
第1支持板51と第2支持板52は、減震ワッシャ11の外径A(図4参照)と同径か若干小さい湾曲形状を形成する。これらの第1支持板51と第2支持板52は、減震ワッシャ11の外周を両側から抱え込むように保持することができる。
第1支持板51と第2支持板52の先端には、それぞれ折曲部51a、52aが形成されている。第1支持板51に形成される折曲部51aは、対向する第2支持板52と逆方向に曲げられて形成されている。同様に第2支持板52に形成される折曲部52aは、対向する第1支持板51と逆方向に曲げられて形成されている。上側狭装部55を水平板部2aと上側ストッパ体6の間に挿入する際に、折曲部51a、52aは、案内の役割を果たしスムーズに挿入させることができる。
また、第3支持板53と第4支持板54の先端には、それぞれ折曲部53a、54aが形成されている。下側狭装部56を水平板部2aと下側ストッパ体5の間に挿入する際に、折曲部53a、54aは、案内の役割を果たしスムーズに挿入させることができる。
なお、第1隙間管理スペーサ50の形状は、減震ワッシャ11の外周を囲むように配置され、水平板部2aと上下のストッパ体5、6の間の隙間を形成する狭装部55、56が挿抜可能であれば、その形状は限定されるものではない。
図8(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8(a)に示す状態に至るまでの工場での組み立て工程を以下に説明する。
次に、第2架台14に、ストッパボルト4が固定されたストッパボルト固定部材3を取り付ける。この取り付けは、ストッパボルト固定部材3の締結板部3bに設けられた固定孔3cに固定ボルト9Aを挿通し固定ナット9Bを締結することにより行う。これによって、ストッパボルト4が起立した状態となる。
次に、ストッパ板部材2の水平板部2aに設けられた貫通孔2dをストッパボルト4に挿通する。貫通孔2dの内径は、前記減震管10の外径より大きいため、ストッパボルト4の外径部と貫通孔2dの内周面の間に減震管10が介装された状態となる。
次に、ストッパボルト4に減震ワッシャ11、上側ストッパ体6を挿通しさらにナット7を螺入する。
なお、本実施形態においては、減震ワッシャ11、11が下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6に接着されているため、上述の手順において、下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6を挿通させることで同時に減震ワッシャ11が挿通される。
ストッパ板部材2の鉛直板部2bと反対側から、第1隙間管理スペーサ50を減震ストッパ構造30に挿入する(図7(a)参照)。即ち、上側狭装部55を水平板部2aの上面と上側ストッパ体6の下面の間に挿入するとともに、下側狭装部56を水平板部2aの下面と下側ストッパ体5の上面の間に挿入する。
第1隙間管理スペーサ50を減震ストッパ構造30に取り付けることによって、ストッパ板部材2の水平板部2aと下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6との間に、上側狭装部55及び下側狭装部56の支持板51、52、53、54の高さHと同じ距離Hである隙間が形成される。また、ストッパ板部材2は、その水平板部2aが下方の減震ワッシャ11に載置された状態から持ち上がる。
なお、図7(b)に示すように、第1隙間管理スペーサ50を第1架台12及び第2架台14のフレーム部材12a、14aの長手方向に沿って、減震ストッパ構造30に挿入しても良いが、本実施形態においては、図7(a)に示す方向(即ちストッパ板部材2の鉛直板部2bと反対側)から挿入した場合を例示する。
減震ストッパ構造30には、鉛直方向の隙間がない状態となっている。また、水平方向の隙間は、水平板部2aの貫通孔2dと減震管10との間に形成された状態であるが、第1隙間管理スペーサ50の上側狭装部55及び下側狭装部56が水平板部2aを挟み込んでおり、第1隙間管理スペーサ50の上側狭装部55と水平板部2a及び上側ストッパ体6との間、並びに下側狭装部56と水平板部2a及び下側ストッパ体5との間にフリクションが働くため、この水平方向の隙間によるガタツキは抑制される。
まず、設置現場の床スラブ18に第2架台14が固定される。次に、図8(b)に示すように、第1架台12とストッパ板部材2とを固定している固定ボルト8A及び固定ナット8Bを緩める。固定ボルト8A及び固定ナット8Bを緩めても、水平板部2aの上下には第1隙間管理スペーサ50の上側狭装部55及び下側狭装部56により挟持されているため、ストッパ板部材2はその場に保持されている。
次に、設備機器13を第1架台12に載置し固定する。設備機器13の重みにより、第1架台12と第2架台14に介装されている防振部材16(図1参照)が沈み込み、第1架台12と第2架台14とが近接する。これに伴い、ストッパ板部材2の鉛直板部2bに設けられた長孔2cの上部に挿通されていた固定ボルト8Aが、長孔2cに沿って下方に移動する。
なお、第1架台12の沈み込み量は、第1架台12に載せる設備機器13の重量及び防振部材16(図1参照)の弾発力により決まるため、長孔2cの鉛直方向の長さは、設備機器13の重量及び防振部材16の弾発力に応じて十分な長さに設定される。
さらに、減震ストッパ構造30に装着された第1隙間管理スペーサ50を抜き取ることによって、図8(c)に示す状態とする。このとき、ストッパ板部材2の水平板部2aと下側ストッパ体5及び上側ストッパ体6との間に、上側狭装部55及び下側狭装部56の支持板51、52、53、54の高さHと同じ距離Hである隙間が形成される。この隙間は、ストッパ板部材2が固定ボルト8A及び固定ナット8Bにより固定されているので、第1隙間管理スペーサ50を抜き取っても保持される。
この様に、減震ストッパ構造30に、工場の組み立て段階で第1隙間管理スペーサ50を装着しておくことで、現場において専用の治具などを使用することなく、第1隙間管理スペーサ50を外すだけで容易に所定の距離h、hの隙間を設定することができる。
以上の工程によって、第1実施形態の減震ストッパ構造30を備えた防振架台1の設置が完了する。
これにより、工場での組み立て段階において、予め第1隙間管理スペーサ50を介装して、設備機器13を載置し第1架台12と第2架台14の距離が決まった後に、減震ストッパ構造30を第1架台12に固定し、第1隙間管理スペーサ50を抜き取り、容易に隙間の設定することができる。即ち、減震ストッパ構造30の鉛直方向の隙間を作業現場で調整する必要がなくなり、設置作業が簡易となる。
しかしながら、本発明が適用される防振架台1は、これに限ったものではない。即ち、第1架台12を下部架台として、当該下部架台にストッパ板部材2が固定され、第2架台14を上部架台として、当該上部架台にストッパボルト4が固定される構造であっても良い。この場合は、第1架台12が床スラブ(設置面)18に固定され、第2架台上に設備機器13が載置され、ストッパボルト4とストッパ板部材2の上下の位置関係が反転する。
しかしながら本発明の減震ストッパ構造30は、ストッパ板部材2、又はストッパボルト4のうち少なくとも一方が、高さ調整可能であればよい。即ち、ストッパ板部材2が高調整可能でなくても、ストッパボルト4の高さ調整が可能であれば良い。
上述した第1実施形態の減震ストッパ構造30を設置するにあたって、上述した第1隙間管理スペーサ50を使用する他、以下に説明する第2隙間管理スペーサ60、第3隙間管理スペーサ61、第4隙間管理スペーサ62を使用して、前記水平板部2aと上側ストッパ体6及び下側ストッパ体5との間に形成される上下の隙間を、等しくして設置することができる。
図9(a)に第2隙間管理スペーサ60を示す。また、図9(b)、(c)に第2隙間管理スペーサ60の展開状態60Aを示す。これらを基に第2隙間管理スペーサ60について説明する。
上板部60a及び下板部60bは、水平板部2aの上下において、当該水平板部2aと減震ワッシャ11との間に介装され距離hの隙間を確保する厚さhの板状の部材である。接続板部60cは、前記上板部60aの端部と前記下板部60bの縁部同士を接続する鉛直方向に延びる板部材である。
また、切欠部60dの幅方向両側には、中央方向に突出する一対の凸部60e、60eが形成されている。一対の凸部60e、60eの先端部同士の距離は、減震管10の外径dより若干小さくなっている。したがって、第2隙間管理スペーサ60を減震ストッパ構造30に挿入する際に、凸部60e、60eを変形させて挿入することとなる。挿入時に減震管10が凸部60e、60eに干渉すると挿入力が高まり、凸部60e、60eを超えると挿入力が下がるため、作業者にとって、挿入が完了したことが容易にわかる。また、挿入後は、凸部60e、60eが引っ掛かりとなって第2隙間管理スペーサ60の抜け止めとして機能する。
図9(b)、(c)は、第2隙間管理スペーサ60を作製する際の展開状態60Aである。上板部60aと接続板部60cの境界、並びに接続板部60cと下板部60bの境界に谷部60f、60fを設けることにより、容易に折曲させ第2隙間管理スペーサ60を形成できる。
この状態において、第2隙間管理スペーサ60の上板部60a及び下板部60bは、水平板部2aの上下において、当該水平板部2aと減震ワッシャ11との間に介装され距離hの隙間を確保できる。また、減震ストッパ構造30には、鉛直方向の隙間がない状態となっている。したがって、第1架台12と第2架台14との相対的な運動を抑制し、減震ストッパ構造30において各部が衝突することが無いため構成部材の破損を防ぐことができる。
第2隙間管理スペーサ60は、防振架台1の設置後に取り外される。これにより、水平板部2aの上下において減震ワッシャ11との間の隙間(距離h)を形成できる。
図11(a)〜(c)に第3隙間管理スペーサ61を示す。これらを基に第3隙間管理スペーサ61について説明する。第3隙間管理スペーサ61は、二つを一組として減震ストッパ構造30に取り付けて使用する。
主板部61aには、ストッパボルト4が挿通される中央孔61bが形成されている。中央孔61bは、ストッパボルト4に外装される減震管10の外径dより大きく形成されている。したがって、第3隙間管理スペーサ61は、中央孔61bにストッパボルト4が減震管10を介して挿通された状態で、中央孔61bを中心として自由に回転させることができる。
第2の突出部61dは、突出した先端からさらに折曲した端部片61eが形成されている。この端部片61eは、端部孔61fが形成されている。
第1及び第2の突出部61c、61dの形状は、端部を折曲して形成されるものに限らず、距離hの高さで突出していれば良い。
第3隙間管理スペーサ61は、ストッパ板部材2の水平板部2aの上下に取り付けられている。各第3隙間管理スペーサ61の中央孔61bには、減震管10を介しストッパボルト4が挿通されている。
図12(a)、(b)に示すように、第3隙間管理スペーサ61は、減震ワッシャ11と水平板部2aの間に介装されている。第3隙間管理スペーサ61は、水平板部2aの幅方向に対して中央孔61bを中心に回転させ、一対の突出部61c、61dを斜めに配置している。上述したように一対の突出部61c、61dは、互いに水平板部2aの幅に対し同じか若干大きく形成されている。したがって、中央孔61bを中心に回転させることで、一対の突出部61c、61dは、それぞれ水平板部2aに乗り上げる。この状態においては、第3隙間管理スペーサ61の主板部61aと、水平板部2aの間には、突出部61c、61dの突出する長さである距離h(図11(c)参照)の隙間が形成されている。
図12(a)、(b)に示す状態において、一対の第3隙間管理スペーサ61は、上下に突っ張って保持されている。したがって、第1架台12と第2架台14との相対的な運動を抑制し、輸送時に各部が衝突することが無いため構成部材の破損を防ぐことができる。
図12(c)、(d)に示す状態は、図12(a)、(b)に示す状態から、一対の第3隙間管理スペーサ61を回転させて、一対の突出部61c、61dを結ぶ直線を水平板部2aの幅方向に一致させた状態を示す。この状態においては、突出部61c、61dが水平板部2a上から水平板部2aに乗り上げていない。したがって、突出部61c、61dが、水平板部2aと減震ストッパ構造30との間において突っ張ることが無い。
これにより、一対の第3隙間管理スペーサ61のうち上方の第3隙間管理スペーサ61の主板部61aと上方の減震ワッシャ11との間に距離hの隙間が形成される。また、下方の第3隙間管理スペーサ61の主板部61aと水平板部2aの間にも距離hの隙間が形成される。
また、この第3隙間管理スペーサ61を採用する減震ストッパ構造30は、設置後であっても第3隙間管理スペーサ61が取り除かれることが無い。したがって、メンテナンス時に再度第3隙間管理スペーサ61によって、隙間を調整することが可能である。
図13(a)に第4隙間管理スペーサ62を示す。第4隙間管理スペーサ62は、四つを一組として減震ストッパ構造30に取り付けて使用する。
第4隙間管理スペーサ62は、厚さhの板状に形成されており、扇板部62aと作動板部62bとを有している。
扇板部62aは、中心角が約90°の扇状に形成されている。図13(b)に示すように扇板部62aの半径辺を構成する端部の少なくとも一方には、端面が鋭角をなすよう鋭利に形成された鋭角端62cが形成されている。
作動板部62bは、扇板部62aの中心角から扇板部62aと反対側に延出して形成されている。作動板部62bの扇板部62aと反対側の端部近傍には作動孔62eが形成されている。また、作動孔62eと扇板部62aの間には支点孔62dが形成されている。
この第4隙間管理スペーサ62の材質は、特に限定されるものではない。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。
この減震ストッパ構造30には、4つの第4隙間管理スペーサ62が備えられている。減震ストッパ構造30の水平板部2aの鉛直板部2bと反対側の隅2カ所の上下にはそれぞれ第4隙間管理スペーサ62が取り付けられている。なお、図14においては、4つの第4隙間管理スペーサ62のうち、上方に配置された2つの第4隙間管理スペーサ62が表示されている。また、図15においては、4つの第4隙間管理スペーサ62のうち、紙面手前側に配置され、水平板部2aの同じ隅の上下に配置された2つの第4隙間管理スペーサ62が表示されている。
図14に示すように、水平板部2aの2隅に取り付けられた、2対の第4隙間管理スペーサ62に取り付けられた作動軸64同士には、バネ63が取り付けられている。バネ63には、互いの作動軸64同士を近接させる張力が働いている。
なお、作動軸64の先端には把手64aが設けられており(図15参照)、作動軸64を動作させ、第4隙間管理スペーサ62を支点孔62dを中心に回転させることができる。
これに対し、図14において、実線で示される第4隙間管理スペーサ62は、図8(a)〜(c)に示す防振架台1の設置手順における図8(c)に対応し、設置後であって、距離hの隙間を形成した後の状態を示す。
この状態において、第4隙間管理スペーサ62の上下において、当該水平板部2aと減震ワッシャ11との間に介装され距離hの隙間を確保できる。また、減震ストッパ構造30には、鉛直方向の隙間がない状態となっている。したがって、第1架台12と第2架台14との相対的な運動を抑制し、減震ストッパ構造30において各部が衝突することが無いため構成部材の破損を防ぐことができる。
また、この減震ストッパ構造30に、地震などの振動が加わると、作動軸64同士を繋ぐバネ63の作用によって、第4隙間管理スペーサ62が振動する。さらに、振動によって広がった水平板部2aと減震ワッシャ11との間に挟まることが期待できる。これによって、地震時に減震ストッパ構造30に加わる振動を抑制し、各部が破損することを防止できる。
図16に、本発明の第2実施形態である減震ストッパ構造31の断面図を示す。なお、図16は、図5(a)として示す第1実施形態の減震ストッパ構造30の断面図と対応しており、上述の第1実施形態と同一態様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2実施形態の減震ストッパ構造31は、第1実施形態の減震ストッパ構造30と比較すると、下側ストッパ体75と上側ストッパ体76とが、ブリッヂ部77を介し一体となったコ字状部材78を有する点が大きく異なる。図17にコ字状部材78の斜視図を示す。以下、図16、図17を基に第2実施形態の減震ストッパ構造31について説明する。
コ字状部材78は、下側ストッパ体75及び上側ストッパ体76の端部同士がブリッヂ部77によって接続されて一体となって形成されている。したがって、コ字状部材78は正面視略コ字状に形成されている。
図16に示すように、一対のストッパ体75、76は、それぞれ減震管10とナット7の間に挟持されている。即ち、上側ストッパ体76は、減震管10の上端に接触し上方からナット7によって挟み込まれている。同様に下側ストッパ体75は、減震管10の下端に接触し下方からナット7によって挟み込まれている。
モデル化減震ストッパ構造31Aは、L字状に形成された板状のストッパ板部材2Aと、当該ストッパ板部材の水平板部を囲むコ字状に形成された板状のコ字状部材78Aと、これらに形成された孔を挿通するストッパボルト4Aと、前記ストッパボルト4Aに固定されコ字状部材78Aを上下から挟むように配置された一対のナット7A、7Aとからなる。
なお、モデル化減震ストッパ構造31Aのストッパ板部材2A、コ字状部材78A、ストッパボルト4A、ナット7Aは、図16に示す第2実施形態の減震ストッパ構造31のストッパ板部材2、コ字状部材78、ストッパボルト4A、ナット7にそれぞれ対応し、同様の構成と機能を備える。
A1=22.25mm、A2=44.2mm、A3=1mm、A4=1mm、A5=4.5mm、A6=3.2mm、B1=5mm、B2=44.7mm、B3=11.5mm、B4=22mm。なお、A5は、A6はそれぞれストッパ板部材2A及びコ字状部材78Aの厚さを示す。ストッパ板部材2A及びコ字状部材78Aの厚さは均一で、折曲された部分も同一の厚さである。
また、ストッパ板部材2A及びコ字状部材78Aの(紙面奥手前方向の)幅は、50mmとした。ストッパ板部材2Aに設けられた孔は直径20mmである。コ字状部材78Aに設けられた孔の直径は15mmである。
ストッパボルト4A及びナット7AはM9ボルトを想定している。したがって、ストッパボルト4Aの直径は9mmである。
図19(a)〜(e)にこの時のモデル化減震ストッパ構造31Aが変形する様子を示す。なお、図19(a)〜(e)は、変位Z=0(初期状態)からZ=+5、Z=0、Z=−5、Z=0と、Z方向に強制的に変位を加えた際のモデル化減震ストッパ構造31Aの状態の推移を表している。なお、変位Zは絶対変位である。したがって、例えば図19(b)の状態(Z=+5mm)から、図19(c)の状態(Z=0mm)への推移においては、相対的な強制変位量は−5mmである。
また、図20において、損失エネルギーΔWは、図中B、C、Dを各頂点とする三角形の面積として近似できる。この面積を求めることによりΔW=41060N・mmとなる。
また、減衰定数hは、以下の式で表すことができることが知られている。
このように第2実施形態の減震ストッパ構造31は、コ字状部材78を有することで、弾塑性エネルギー消費を利用して振動入力を大幅に減衰させることができる。
Claims (4)
- 第1架台と第2架台とこれらの間に介装される防振部材とを有し、前記第1及び第2架台の何れか一方が設置面に固定され、他方に設備機器を搭載し、当該設備機器の振動が設置面に伝わらないようにする防振架台に備え付けられる減震ストッパ構造であって、
前記第1架台に取り付けられ、前記第1架台と前記第2架台の間において水平に延び貫通孔を備えた水平板部を有するストッパ板部材と、
前記第2架台に取り付けられ、前記第1架台側に延び前記貫通孔に挿通されるストッパボルトと、
前記貫通孔の内周面と前記ストッパボルトの外径部との間であって、前記貫通孔の内周面との間、及び前記ストッパボルトの外径部との間の何れか一方又は両方に隙間を介して介装される減震管と、
前記水平板部の上部に隙間を介して配置される上側ストッパ体と、
前記水平板部の下部に隙間を介して配置される下側ストッパ体と、を備え、
前記上側ストッパ体が前記減震管の上端に接触し、前記下側ストッパ体が前記減震管の下端に接触しており、
前記ストッパ板部材の前記第1架台への取り付け、もしくは前記ストッパボルトの前記第2架台への取り付けのうち少なくとも一方が、高さ調整可能であり、前記上側ストッパ体と前記水平板部との間、並びに前記下側ストッパ体と前記水平板部との間にそれぞれ減衰弾性体からなる一対の減震ワッシャが介装されていることを特徴とする減震ストッパ構造。 - 前記ストッパ板部材が、前記水平板部と、当該水平板部の端部から鉛直方向に延び同方向に長手方向を形成する長孔を備えた鉛直板部とからなり、
前記第1架台の側面に、前記長孔を介して前記ストッパ板部材がボルト固定されることを特徴とする請求項1に記載の減震ストッパ構造。 - 前記上側ストッパ体と、前記下側ストッパ体とが、それぞれ水平方向に延びる板状に形成され、前記上側ストッパ体と前記下側ストッパ体とがブリッヂ部を介し一体となったコ字状部材を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の減震ストッパ構造。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の減震ストッパ構造を備えたことを特徴とする防振架台。
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