JP7097653B1 - 免振家具、および免振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベッド、椅子などの家具を直接支持して、地震時における使用者の安全を確保できる免振家具、および家具を免振するための免振装置を提供する。【解決手段】免振家具１００は、免振装置１によってベッド（家具）１１０が懸垂される構造である。免振装置１は、床面１３０に接地する支持部１２０によって支持されている。支持部１２０は正面視がコ字形の骨組構造である。ベッド１１０は床面１３０に接地する脚部５０によって床面１３０に支持されている。脚部５０が床面１３０に接地している状態で、免振装置１は、ベッド１１０の重量の一部を支持している。また、脚部５０は、一部が分離できる構造となっており、分離したときに、ベッド１１０は分離した部材を除き免振装置１によって支持される。この状態で、ベッド１１０は免振装置１によって免振される。【選択図】 図１

Description

本発明は、免振装置によって免振される免振家具、および家具を免振するための免振装置に関する。

振り子構造の免振装置については、種々提案されている。

特許文献１では、無方向性振動減衰機能を有する二重の振り子ユニット構造の免振装置が提案されている。基礎からの振動を、第二支持枠体、第二吊下アーム、第一支持枠体、第一吊下アームに伝え第一支持枠体及び第一吊下アームの振り子作動を生起させその連携によって当該振動を吸収減衰して免振し、建物自体及び建物内の設備機器や重要文化財などの収容建具などの倒壊、破損、崩壊などの被害や居住する人間自身への体感度を最小限に止めることができるものである。

特許文献２では、鉄骨・木造住宅等の建築構造物の出隅と入隅及び直線部分の中間部位における基礎と前記建築構造物の土台との間に装着される免振装置が提案されている。基板と、相対向する一対の側板及び上部板を有し、かつ相対向する両側面が開口した略台形函形状の下部鋼枠体と、下部板と、相対向する一対の側板及び上部板を有し、かつ相対向する両側面が開口した略逆台形函形状の上部鋼枠体とを備え、下部鋼枠体と上部鋼枠体は、鎖状に組み付けられるとともに、下部鋼枠体の上部板中央部と上部鋼枠体の下部板中央部は、上部板の中央部シャフト挿通穴と下部板の中央部シャフト挿通穴を介して挿通され、かつＸ－Ｘ’軸方向とＹ－Ｙ’軸方向に上部鋼枠体と共に可動する１本の吊りシャフトで連結され、下部鋼枠体が基礎上にアンカーボルト等で固着され、上部鋼枠体の上部板上には建築構造物の土台が載置固定されてセットされ、建築構造物が前記Ｘ－Ｘ’軸方向に揺れて最大振幅を越えた場合には、上部鋼枠体の側板内面が下部鋼枠体の上部板端面に当接し、前記建築構造物が前記Ｙ－Ｙ’軸方向に揺れて最大振幅を越えた場合には、上部鋼枠体の下部板端面が下部鋼枠体の側板内面に当接して、建築構造物に加わる振動が一定に保たれる構成を特徴とするものである。

特許文献３では、地震時における強い水平加速速度と上下の振動を大幅に低減し得て、建物自体及び建物内の設備機器の被害や体感度を最小限に止め、安心感が得られる建築構造物の免振装置が提案されている。建物の基礎と建物の土台との間にセットされて、建物に働く強い水平加速度は、基板１上に支柱を介して固定された上部固定板と、該固定板に複数の振り子板吊りシャフトにより垂設された振り子構造の振り子板の振動減衰機能により免振され、上下の振動に対しては各シャフト１７に球面滑り軸受２２と共に設けられた皿バネ等の弾性部材により吸収される。

実用新案登録第３１５０２８７号 特開２００４－２３２３７１号公報 特開２００４－１１３１８号公報

しかしながら、特許文献１～３で提案されている振り子構造の免振装置は、建築物の倒壊を回避することを主たる目的としている。そのため、建築物の振動を一定程度に抑える程度の免振効果を得るためのものであり、例えば、身体が不自由で、ベッドに横臥せざるを得ない方々の、地震時における安全についてまでは考慮されていないと考えられる。さらに、設置できる場所は地面、あるいは基礎の上に限られている。

本発明は、これらの問題点に着目してなされたものであり、ベッド、椅子などの家具を直接支持して、地震時における使用者の安全を確保できる免振家具、および家具を免振するための免振装置を提供するものである。

上記課題を解決するための発明は、着座するため、あるいは横臥するために用いる家具が免振装置で免振される免振家具であって、支持部に、傾動可能に支持されるピボット支承部と、垂直振動を免振する垂直免振部と、ピボット支承部の傾動を抑制するとともに、傾動に起因する傾動振動を免振する傾動免振部とを備え、垂直免振部は、ピボット支承部に支持されるとともに家具を懸垂することを特徴とする。

この構成によれば、着座するため、あるいは横臥するために用いる家具は、免振装置で直接免振されるので、仮に、家具を使用している際に地震が発生した場合でも、使用者は、家具からの転落、脱落を回避できる。また、家具は懸垂されており、垂直免振部、および傾動免振部は家具の上方の位置に設けられるので、家具の下方に設ける場合に比べ自由な配置が可能となる。これにより、大きな免振効果を得る構造とすることができる。

好ましくは、ピボット支承部は支持部から直立して設けられ、垂直免振部は、ピボット支承部の上面に載置される空気バネと、空気バネの上端に接続して空気バネの上端の垂直変位、およびピボット支承部の傾動に追従して変位する懸垂ロッドとを有し、懸垂ロッドは、家具と接続することを特徴とする。

この構成によれば、垂直免振部は、支持部から直立して設けられるピボット支承部の上面に載置される空気バネを有するので、ピボット支承部の傾動に追従して家具を免振できる。

好ましくは、傾動免振部は、支持部に固定された状態でピボット支承部を内挿する第１外筒と、第１外筒とピボット支承部の双方に接触する第１ダンパーとを有し、第１ダンパーは、ピボット支承部の周方向に複数個並べられた薄板状の第１環状バネと、第１環状バネの変形に伴って変形する第１変形容器とを含み、第１変形容器は空気を通過させるための第１通気孔が画定されることを特徴とする。

この構成によれば、傾動免振部は、支持部に固定された状態でピボット支承部を内挿する第１外筒と、第１外筒とピボット支承部の双方に接触する第１ダンパーとを有するので、ピボット支承部は傾動免振部によって所定の位置で安定して静止できるとともに、ピボット支承部の傾動に伴って家具を免振できる。

好ましくは、傾動免振部は、支持部に固定された状態で懸垂ロッドを内挿する第２外筒と、第２外筒と懸垂ロッドの双方に接触する第２ダンパーとを有し、第２ダンパーは、懸垂ロッドの周方向に複数個並べられた薄板状の第２環状バネと、第２環状バネの変形に伴って変形する第２変形容器とを含み、第２変形容器は空気を通過させるための第２通気孔が画定されることを特徴とする。

この構成によれば、傾動免振部は、支持部に固定された状態で懸垂ロッドを内挿する第２外筒と、第２外筒と懸垂ロッドの双方に接触する第２ダンパーとを有するので、懸垂ロッドを構成する部材ごとに第２ダンパーを設けることができる。例えば、空気バネに接続する部材を複数として、その部材ごとに第２ダンパーを設けることで高い減衰効果を得ることができる。

好ましくは、家具は、床面に接地する脚部を有し、脚部は、一部が分離して、床面から離れることで、免振装置で免振されることを特徴とする。

この構成によれば、家具は、床面に接地する脚部を有し、脚部は、一部が分離して、床面から離れることで、免振装置で免振されるので、家具は状況に応じて、適宜に免振できる。

好ましくは、脚部は、床面での加速度が所定の閾値を超えたとき一部が分離することを特徴とする。

この構成によれば、脚部は、床面での加速度が所定の閾値を超えたとき一部が分離して家具は免振されるので、閾値を適切に設定することで、地震が発生したとき、適切に家具を免振できる。

上記課題を解決するための他の発明は、上述した家具を免振するための免振装置である。

免振家具の正面図である。 同、平面図である。 空気バネの正面部分断面図である。 （ａ）は、傾動免振部の正面断面図であり、（ｂ）は、同平面図である。 （ａ）、（ｂ）は脚部の床面への接地、あるいは一部が分離する状態の部分正面図である。 ベッドが傾斜したときの免振家具の正面図である。

以下、図１～６を参照して本発明の実施形態を詳述する。

図１、２に示す通り、免振家具１００は、免振装置１によってベッド（家具）１１０が懸垂される構造である。本実施形態では、家具として、横臥するために用いるベッドを例示しているが、椅子、ソファー等の着座のために用いる家具であってもよい。

免振装置１は、床面１３０に接地する支持部１２０によって支持されている。支持部１２０は正面視がコ字形の骨組構造である。支持部は、ベッド１１０を懸垂したとき免振家具１００を安定して免振できる構造であればよく、本実施形態の形状に限定されるものではない。具体的には、支持部は壁面や天井に接続する構造であってもよい。また、ベッド１１０は床面１３０に接地する脚部５０によって床面１３０に支持されている。脚部５０が床面１３０に接地している状態で、免振装置１は、ベッド１１０の重量の一部を支持している。また、脚部５０は、一部が分離できる構造となっており、分離したときに、ベッド１１０は分離した部材を除き免振装置１によって支持される。この状態で、ベッド１１０は免振装置１によって免振される。

ピボット支承部２０は、支持部１２０の上に置かれ、ピボット支承部２０の上に空気バネ３０（垂直免振部）が置かれている。懸垂ロッド３３は、一対の第１懸垂ロッド３３ａ、３３ａと、第２懸垂ロッド３３ｂを有している。第１懸垂ロッド３３ａは、空気バネ３０の上端部に接続している接続棒３２の両端部で、ボルトで固定されている。また、ピボット支承部２０の貫通部２５をスライドできる状態で貫通するとともに台座孔２１ｂを通過して下方に向かって延びている。

第２懸垂ロッド３３ｂは、ベッド１１０を直接に支持する骨組部材であり、水平方向に延びる部材の中間部で一対の第１懸垂ロッド３３ａとボルトで相互に固定されている。また、水平方向に延びる部材の両端部から下方に延びる部材はベッド１１０に接続している。

傾動免振部４０は一対の第１懸垂ロッド３３ａ、３３ａを取り囲んだ状態で台座２１に固定されている。第１懸垂ロッド３３ａの一端は、接続棒３２を介して空気バネ３０にボルト接合で接続している。また、他端は、第２懸垂ロッド３３ｂに接続している。

ピボット支承部２０は、台座２１、球体２２、受台支持棒２３、受台２４、および貫通部２５で構成されている。台座２１は支持部１２０の上端部に固定される平板であり、中央部に球面の一部を画定する球面凹部２１ａ、および台座孔２１ｂが設けられている。球体２２は球面凸部２２ａによって画定される球であり、球面凹部２１ａに挿入されている。球体２２と球面凹部２１ａの直径は同じに設定されている。これにより、球体２２は挿入された位置で全方向に傾動するとともに回動できる。

ピボット支承部２０は、いわゆる天秤の構造であり、それ自体は全方向に傾動、あるいは回動できる。しかし、傾動免振部４０によって、第１懸垂ロッド３３ａの動きが拘束されることで安定して、受台２４の上に直立した状態を保ち得る。

受台支持棒２３は台座２１から直立した状態で設けられる棒状部材である。受台支持棒２３の一端は、球体２２に接続している。また、傾動免振部４０によって水平方向の変位が抑制されている。これにより、受台支持棒２３は倒伏することなく直立状態を保ち得る。受台２４は、空気バネ３０を載置するための平板であり、中央部で、受台支持棒２３と垂直な状態で接続している。また、第１懸垂ロッド３３ａを貫通させるための貫通部２５が設けられている。

台座孔２１ｂの大きさは、第１懸垂ロッド３３ａが傾斜したとき、第１懸垂ロッド３３ａに接触しない程度の大きさとすることが好ましい。これにより、第１懸垂ロッド３３ａは、接続棒３２と貫通部２５の２箇所で変位が拘束されることとなり、ピボット支承部２０の傾動変位に対応して一義的に傾動することで、空気バネ３０の垂直変位に対応して、一義的に垂直方向に変位する。ここで、垂直変位とは、受台２４に対して垂直な方向の変位である。

図３に示す通り、空気バネ３０は、スプリング３５が環状ゴム３６に内挿された状態で下板３７、上板３８に挟持される構造である。下板３７は受台２４に接続しており、上板３８は接続棒３２と接続している。また上板３８には空気を内部に吸気するとともに、外部に排出できる空気孔３８ａが設けられている。環状ゴム３６は、高減衰性能を具備した防振ゴムである。スプリング３５はコイルバネであり、垂直方向に負荷された荷重のほとんどを負担して伸縮する。環状ゴム３６は、スプリング３５と同期して変位することで、環状ゴム３６の弱点となるヘタリを防止できる。これにより、繰り返しの振動変位に対して高い耐久性を得ることができる。このような構成とすることで、環状ゴム３６の減衰効果と、空気孔３８ａのエアダンピング効果によって高い減衰効果を得ることができる。

ベッド１１０に生じる垂直振動は懸垂ロッド３３を経由して空気バネ３０に伝わり、空気バネ３０が振動するときの減衰効果によって、ベッド１１０は免振される。

本実施形態では、一対の第１懸垂ロッド３３ａ、３３ａを、２個の傾動免振部４０で取り囲んだ状態で台座２１に固定されるとしているが、受台支持棒２３を、１個の傾動免振部４０で取り囲んだ状態で台座２１に固定される構造としてもよく、懸垂ロッド３３、受台支持棒２３の双方を３個の傾動免振部４０で取り囲んだ状態で台座２１に固定してもよい。さらに、第１懸垂ロッドは３本以上であってもよく、３本以上の第１懸垂ロッドのそれぞれに傾動免振部を設けてもよい。

図４に示す通り、傾動免振部４０は、外筒（第２外筒）４１とダンパー（第２ダンパー）４２で構成されている。外筒４１は円筒の下端部から径方向の外方に向かって水平に延びる鍔部４１ａが設けられている。また、鍔部４１ａは台座２１に固定されている。

ダンパー４２は、外筒４１と第１懸垂ロッド３３ａで画定される空間に挿入されており、９個の環状バネ（第２環状バネ）４３と、環状バネ４３に接した状態で収容される変形容器（第２変形容器）４４を有している。環状バネ４３は、外筒４１および第１懸垂ロッド３３ａの双方に接続する円筒形状の薄板である。また、環状バネ４３同士は相互に接触している。

本実施形態では、環状バネ４３の平面視の形状は、円形を例示しているが、楕円形、長円形、多角形であってもよい。

変形容器４４は、薄膜で構成される袋であり上端部に空気を通過させる通気孔（第２通気孔）４４ａが画定されている。また側面は環状バネ４３に接している。なお、受台支持棒を取り囲んで台座に固定される構造となる傾動免振部は、第１外筒、第１ダンパー、第１環状バネ、および第１通気孔が画定される第１変形容器を有しているが、これらの構造は、それぞれ上述の第２外筒、第２ダンパー、第２環状バネ、および第２変形容器の構造とほぼ同じであることから説明は省略する。

地震力等によってピボット支承部２０が傾動振動すると、それに伴って、第１懸垂ロッド３３ａが振動し、環状バネ４３は変形する。環状バネ４３の変形に伴って、変形容器４４に充満していた空気は通気孔４４ａを経由して外部に放出される、あるいは外部に存する空気が通気孔４４ａを経由して変形容器４４に流入する。空気が通気孔４４ａを通過するときの減衰効果によって、地震動に起因する振動を早期に減衰できる。

図５（ａ）、（ｂ）に示す通り、ベッド１１０は、横臥するためのベッド本体１１１と、ベッド本体１１１を支持する脚部５０を有している。脚部５０はベッド本体１１１に接続する上脚部５１と床面１３０に接地する下脚部５２を有している。上脚部５１と下脚部５２は接触面５０ａで相互に接続している。接触面５０ａはベッド本体１１１の端部から中央部に向かって下り傾斜の斜面を画定している。これにより、ベッド本体１１１は脚部５０を介して床面１３０に支持される。

下脚部５２は、回動板５４によって変位が拘束された状態で、バネ５３によって付勢されている。回動板５４は、床面１３０の方向に向かって回動できる平板であり、上脚部５１と下脚部５２のそれぞれの側壁面５１ａ、５２ａに接触している。また、ベッド本体１１１に固定されるソレノイド５５によって回動変位が拘束されている。具体的には、回動板５４が、ソレノイド５５の先端に設けられたラッチ５５ａに係止されている。

ソレノイド５５が動作して、ラッチ５５ａが上方に向かって移動するとラッチ５５ａと回動板５４の係止が解かれ回動板５４は床面１３０の方向に向かって回動する。これに伴って、下脚部５２の拘束は解かれ、バネ５３の付勢力によって回動板５４の方向に向かって押し出される。これにより、ベッド本体１１１は免振装置１で免振支持される。

免振家具１００の免振メカニズムについて説明する。

図１に示す通り、通常の使用状態では、ベッド１１０は床面１３０に接地する脚部５０によって床面１３０に支持されている。免振装置１は、脚部５０が床面１３０に接地している状態で、ベッド１１０の重量の一部を支持している。これにより、ベッド１１０に横臥したとき、免振装置１に起因する揺れを感じることはない。

地震が発生し床面１３０が揺れたとき、床面１３０に置かれた加速度計（図示略）によって、床面１３０の加速度が計測される。加速度計によって計測された計測値はコントローラー（図示略）に送られる。コントローラーが、加速度の計測値が閾値を超えたと判断したとき、コントローラーからの指令によりソレノイド５５は通電される。これにより、ラッチ５５ａは上方に移動し、ラッチ５５ａと回動板５４の係止状態が解かれ、回動板５４は床面１３０に向かって回動する。

図５に示す通り、回動板５４によって変位が拘束されていた下脚部５２は、回動板５４の回動によって変位の拘束が解かれ、バネ５３の付勢力によって回動板５４の方向に向かって押し出される。これにより、ベッド本体１１１は脚部５０での支持を失い、免振装置１で免振支持される。

ベッド１１０が免振装置１で免振支持されたとき、上下方向の振動は、以下の通り、垂直免振部によって免振される。ベッド１１０の上下方向に振動は、懸垂ロッド３３を経由して空気バネ３０に伝達され、空気バネ３０に伝達された振動は、空気バネ３０が具備する高い減衰効果によって徐々に弱まり減衰する。

水平方向の加速度に起因する振動は、以下の通り、傾動免振部４０によって免振される。水平方向の加速度を受けたとき、台座２１の下方に位置するベッド１１０と、台座２１の上方に位置する傾動免振部４０および空気バネ３０（以後、免振部等と呼ぶ。）は、同一の水平方向の加速度を受ける。このときベッド１１０は球体２２を中心として回動しようとする。一方免振部等は、球体２２を中心としてベッド１１０と反対方向に回動しようとする。すなわち、ベッド１１０が回動しようとする回動力は、免振部等の回動力によって相殺される。免振部等がない場合に比べてベッド１１０の回動力は弱められる。ベッド１１０と免振部等の回動力の大きさを同じとすることで、理論的に水平方向の加速度に起因する振動は生じない。

ベッド１１０と免振部等の回動力の大きさが同じとなるように、ベッド１１０と免振部等の重量比を設定すればよいが、想定する加速度、経済性等を勘案して適宜に定めればよい。経済性等を勘案すると、免振部等による回動力は、ベッド１１０による回動力を超えないように設定することが好ましい。

図６に示す通り、球体２２を中心とする傾動振動が発生したとき、第１ロッド３３ａは傾斜する。第１ロッド３３ａの傾斜によって環状バネ４３および変形容器４４は、径方向の伸縮を伴って変形する。なお、前述した通り、回動力の相殺効果によって傾動振動を発生させる回動力は軽微なものとすることができる。このとき、変形容器４４に充満していた空気は、通気孔４４ａを経由して外部に放出される、あるいは外部に存する空気が通気孔４４ａを経由して変形容器４４に流入する。空気が通気孔４４ａを通過するときの減衰効果によって、傾動振動は徐々に弱まり減衰する。

さらに、ベッド本体１１１は、球体２２のみの1カ所で支持される構造となるので、床面１３０自体が傾斜したとしても、ベッド本体１１１そのものは、元の水平状態を維持し得る。

本実施形態は例示であり、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で改変できることは勿論である。例えば、ベッドを懸垂する免振装置の基数は、複数基であってもよい。

本発明に係る免振家具は、横臥しているときに、不意に地震が発生したとしてもベッドから振り落とされて床面に落ちるリスクを回避できる。特に、ベッドでの横臥を余儀なくされる方々にとって、地震時の安全を確保できることから産業上の利用可能性は大である。

１：免振装置
２０：ピボット支承部
３０：空気バネ（垂直免振部）
３３：懸垂ロッド
４０：傾動免振部
４１：外筒（第２外筒）
４２：ダンパー（第２ダンパー）
４３：環状バネ（第２環状バネ）
４４：変形容器（第２変形容器）
４４ａ：通気孔（第２通気孔）
５０：脚部
１１０：ベッド（家具）
１００：免振家具
１２０：支持部
１３０：床面

Claims (7)

1. 着座するため、あるいは横臥するために用いる家具が免振装置で免振される免振家具であって、
   支持部に、傾動可能に支持されるピボット支承部と、
   垂直振動を免振する垂直免振部と、
   前記ピボット支承部の傾動を抑制するとともに、前記傾動に起因する傾動振動を免振する傾動免振部と、を備え、
   前記垂直免振部は、前記ピボット支承部に支持されるとともに前記家具を懸垂することを特徴とする免振家具。
2. 前記ピボット支承部は、前記支持部から直立して設けられ、
   前記垂直免振部は、前記ピボット支承部の上面に載置される空気バネと、前記空気バネの上端に接続して前記空気バネの上端の垂直変位、および前記ピボット支承部の傾動に追従して変位する懸垂ロッドと、を有し、
   前記懸垂ロッドは、前記家具と接続することを特徴とする請求項１に記載の免振家具。
3. 前記傾動免振部は、前記支持部に固定された状態で前記ピボット支承部を内挿する第１外筒と、前記第１外筒と前記ピボット支承部の双方に接触する第１ダンパーとを有し、
   前記第１ダンパーは、前記ピボット支承部の周方向に複数個並べられた薄板状の第１環状バネと、前記第１環状バネの変形に伴って変形する第１変形容器とを含み、前記第１変形容器は空気を通過させるための第１通気孔が画定されることを特徴とする請求項１または２に記載の免振家具。
4. 前記傾動免振部は、前記支持部に固定された状態で前記懸垂ロッドを内挿する第２外筒と、前記第２外筒と前記懸垂ロッドの双方に接触する第２ダンパーとを有し、
   前記第２ダンパーは、前記懸垂ロッドの周方向に複数個並べられた薄板状の第２環状バネと、前記第２環状バネの変形に伴って変形する第２変形容器とを含み、前記第２変形容器は空気を通過させるための第２通気孔が画定されることを特徴とする請求項２に記載の免振家具。
   
5. 前記家具は、床面に接地する脚部を有し、
   前記脚部は、一部が分離して、前記床面から離れることで、前記免振装置で免振されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の免振家具。
6. 前記脚部は、前記床面での加速度が所定の閾値を超えたとき一部が分離することを特徴とする請求項５に記載の免振家具。
7. 請求項１～４のいずれか１項に記載の免振装置。

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