JPH0964552A

JPH0964552A - 耐震支持構造

Info

Publication number: JPH0964552A
Application number: JP7209551A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsukamoto; 剛史塚本; Katsushi Tanaka; 勝志田中; Junji Takayoshi; 順二高吉
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-03-07
Anticipated expiration: 2015-08-17
Also published as: US5867952A; JP2892974B2; KR970014497A

Abstract

(57)【要約】【目的】耐震度１０００ｇａｌを満足し、固定床上に設
置された機器に対する地震の影響を吸収でき、その取付
に大がかりな設備工事費用を必要とせず、既設の機器に
対して適用可能である耐震支持構造の提供。【構成】固定床４０に対して固着される固定部１と、こ
の固定部１に対して連結され固定床４０と平行な任意の
方向に移動する移動部１０と、この移動部１０に連結さ
れ固定床上に設置される機器に接続される機器接続部２
０とを有し、地震の振動は微弱振動ではキャスタ固定部
２７が機器のキャスタ３０を固定することにより機器移
動を防止し、弱震・中震では移動部１０の固定床と平行
な方向での移動により共振を防止し、強震では移動部の
振動を固定部の外輪部４に付属せられた衝撃吸収手段に
より吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本願発明は構造物を固定床に対して
支持する構造に係わるものである。特に本願発明は振動
に対して敏感なコンピュータ機器のような構造物を支持
する構造に係わるものであり、地震に対して耐性を有す
るものである。

【０００２】

【従来技術】現在日常・産業上の用途に利用されている
構造物は製造機械、家電、輸送機器等多岐に渡るが、特
にこの中でも地震の揺れに対して敏感な性質のものが存
在する。地震が発生した場合に、これらの構造物の倒壊
を防ぐことは耐震性の支持構造体(以下、耐震支持構造
という)の最も基本的な目標である。さらに、地震の揺
れに対して敏感な性質のもの、例えば、電子機器、コン
ピュータ機器、計測機器など（以下、機器という）は地
震による機能の破壊の他に、データの消失や誤動作等が
生じないような配慮をする必要がある。これらのものの
中には地震中の挙動を観測したり、その観測結果に基づ
いて即時的にデータ演算を行ったりするものもあり、か
かる機器においてはこの要請は一層厳しいものとなる。
このために特に通常の構造物とは異なる耐震性の支持構
造体あるいは耐震性の高い方式によって床などに固定す
る必要がある。

【０００３】地震が生じた時にまず問題となることは機
器の移動、転倒である。機器が移動すると接続されてい
るケーブルなどの破損が生じたり、他の機器との接触等
によってさらに誤動作の可能性を増大させる。また、機
器の転倒を生じると他の機器を物理的に破壊したり、作
業者を傷害したりする可能性がある。また、床面からの
地震の振動が及ぼす機器内部に対する影響も極めて重要
である。例えば、機器内部の部品に応力が生じ、パッケ
ージの破壊をきたしたり、データエラーやデータの消失
等の問題を生じたりすることがある。また、各種の生産
用機械においても同様の要請がある。地震においてこれ
らの生産用機械の位置が移動してしまったり、倒壊した
りすると工程の円滑を害し、極めて危険である。

【０００４】一般的にいって、これらの機器には多数の
ケーブルが接続されるために、大型の機器については床
の構造を二重構造とする。つまり、底部を構成する固定
床（スラブ）の他に、その上に一定の間隔をおいて設置
されたフリーアクセス床を設け、この間隔を利用して自
由な配線を確保するのである。本願発明の発明者らはフ
リーアクセス床上の機器を固定するためにトグルバーに
よる方式を開示した（特願平７−４２７４７号）。しか
し、この方式ではより小型の機器であって、直接に固定
床上に固定されるものを対象とすることはできない。

【０００５】従来、固定床上に直接固定される機器の支
持構造あるいはその方式にはいくつかのものがある。最
も簡単な方法は機器にキャスターを取り付けて固定床上
に置くものである。この方式は通常の使用において機器
が移動すると困るので、通常はキャスターは固定状態と
なっており、地震が発生して一定値以上の加速度が機器
にかかるとキャスターが可動となり、キャスターによる
機器の移動によって地震のエネルギーを吸収するという
ものが典型的なものである。この方式は小部品であるキ
ャスターを機器の底面に取り付けるだけであり、地震対
策としては最も簡便であり、かつ、機器の位置を固定す
ることがないので配置替えなどでも利便性を発揮する。
しかし、耐震度が０．４Ｇ程度と低く、機器に深刻な問
題を生じる大地震には対応できない。加えて、機器の移
動によるケーブル類に対する応力の発生や、転倒の問題
があり、耐震性の支持方法としては適切なものではな
い。これを改良した方式としてはキャスターにパッドを
取り付ける方法や、吸着盤によって固定床に対して機器
を固定する方法があるが、これらも本質的には耐震性の
観点から十分ではない。

【０００６】耐震性を向上する方式としては固定床（ス
ラブ）やフリーアクセス床に直接ボルトなどの手段によ
って機器を固定する方法がある。前者を直接支持型、後
者を間接支持型ともいう。直接支持型は耐震性としては
１Ｇ以上の加速度に耐えることができ、機器の移動・転
倒が生じないという利点を有する。しかし、その反面一
旦固定してしまうと機器の移動が困難となるため、機器
の設置レイアウトに対して長期的な見通しが必要とな
り、設置のための工事費等の経費も大きい。また、固定
床を介して地震のエネルギーが直接伝わるために誤動作
などの問題はかえって生じやすい方式ともいえる。

【０００７】そこで、これらの方式の欠点である耐震性
の欠如、既存の機器への適用性を確保する方式の登場が
望まれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は地震の際に
固定床上に設置された機器が転倒、移動することのない
耐震支持構造体を提供することを目的とする。また、本
願発明は耐震度が１Ｇ以上と従来技術における方式と遜
色なく、また、機器に対して地震の影響を最小限に抑え
ることが可能な耐震支持構造体を提供することを目的と
する。

【０００９】さらに、本願発明は機器が設置されている
部屋の改造等を要せず、機器に対しての適用作業が容易
であるため、既存の機器にも適用可能であり、かつ、機
器の配置の移動などにも障害をきたさない耐震支持構
造、及び、その方式を提供することを目的とする。

【００１０】上記本願発明の課題をまとめると以下のよ
うである。（１）耐震度１０００ｇａｌを満足し、固定床上に設置
された機器に対する地震の影響を吸収できること。（２）耐震支持構造の取付に大がかりな設備工事費用を
必要としないこと。（３）既設の機器に対して適用可能であること。（４）設置後も機器の移設、移動を害さないこと。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明の上記課題は、
固定床に対して固着される固定部と、この固定部に対し
て連結され固定床と平行な方向で任意に移動する移動部
と、この移動部に連結され固定床上に設置される機器に
接続される機器接続部とを有する耐震支持構造により実
現することができる。特に、この耐震支持構造は振動の
程度に応じて、弱震・中震では移動部の前記固定床と平
行な方向での移動により、強震では移動部に付与された
振動が固定部に付属させられた衝撃吸収手段により吸収
されることによって機器への影響を最小限に防ぐ。ま
た、激震でも固定部が固定床に固着されているので、機
器の転倒を防止することが可能である。以下、実施例に
おいて図面とともに詳細に説明を加える。

【００１２】

【発明の実施の態様】図４に本願発明に係わる耐震支持
構造１００により、固定床４０と機器５０とを接続した
図を示す。本願発明は係る実施態様により、固定床上に
設置された機器の移動・転倒を防止するものである。耐
震支持構造１００の具体的な構造・作用については図１
から図３を用いて説明する。

【００１３】図１に本願発明に係わる耐震支持構造の一
実施例を示す。この実施例においては耐震支持構造は固
定部１、移動部１０、機器接続部２０の主要な３つの部
分よりなる。なお、キャスタ３０は機器の一部であり、
本願発明の耐震支持構造の一部ではないが、本願発明に
係わる耐震支持構造と機器との接続を示すために便宜的
に示した。

【００１４】固定部１は好ましくは円盤状をなしてお
り、固定床に対してボルト２等の手段で固着される。こ
れによって、激震により機器が転倒することを防止する
構造となっている。ボルト２は実施例においては２ヶ所
設けられているが、予想される地震の強度によってはこ
れ以上に増設することも考えられる。また、固定部１の
形状は円盤状である必然性はない。固定部１は実際はカ
バー３と外輪部４からなる。

【００１５】次に移動部１０は固定部１と接続されてお
り、実施例では固定床と鉛直な方向に立つ軸によって表
現されている。移動部１０は（１）固定部１と機器接続
部２０とを連結し、（２）固定部１に対して一定の範囲
で、固定床に対して平行な任意の方向に移動可能なもの
である必要がある。このような作用を移動部１０に持た
せることによって地震の加速度が直接に機器に伝わるこ
とを防止し、また、地震の振動と機器が共振をすること
を防止できる。移動部１０は固定部１に対して一定の範
囲で相対的に移動可能となるように両者の間には一定の
間隙１１が設けられている。この間隙は地震の振幅に応
じて調整することができるが、これがあまりにも小さい
と地震の振動が機器に対して直接に伝わってしまい適当
ではなく、あまりにも大きいと地震の最中の機器の振れ
幅が大きすぎて機器に対して悪影響を及ぼす。好適な実
施例においては１０〜２０ｍｍ程度である。今まで観測
された地震の振幅から導出した値である。また、地震の
揺れは一定の方向に対して規則的に生じるものではない
ので移動部の移動は任意の方向に均等に可能でなければ
ならない。このため、移動部１０は円柱形状をもった軸
上であることが望ましく、また、カバー３は移動部１０
の断面形状にあった円状の開口を有していることが望ま
しい。

【００１６】移動部１０は好ましくは（３）固定部１に
対して一定以上の摩擦係数をもって連結されていること
が望ましい。この摩擦係数が小さすぎると上述した振動
を緩和する作用がなくなり、耐震支持構造として適切で
ない場合も生じる。また、摩擦係数が大きすぎるときは
固定部の振動がそのまま機器に伝わってしまい適切では
ない。この摩擦係数としては概略０．４〜１．２である
ことが必要である。

【００１７】図２に図１の実施例を下面から見たものを
示す。本実施例においては上記摩擦係数は移動部１０に
対して嵌合されており、固定部１の下面に対して接触す
るプレート１２によって付与される。このプレート１２
の外縁部は固定部１の外輪部４の内縁部に対して一定の
距離１４をもって対向している。なお、摩擦係数はプレ
ート１２と固定床との間との摩擦をもって付与されるこ
ともある。

【００１８】移動部１０とカバー３との距離（ｌ₁）１
１及びプレート１２の外縁部と固定部１の外輪部４の内
縁部との距離１４（ｌ₂）は同一であることが原則であ
る。しかし、これらの距離ｌ₁、ｌ₂を越える振幅を有す
るような激震時にそれによる機器に対しての衝撃を外輪
部４に組み込まれた衝撃吸収部材によって吸収すること
を考えると、ｌ₁＞ｌ₂である必要がある。逆にカバー３
に衝撃吸収部材を設置すると、ｌ₁＜ｌ₂である必要があ
る。一般にｌ₁とｌ₂との差は衝撃によって衝撃吸収部材
が縮む距離であり、その値は１〜７ｍｍ程度である。

【００１９】本実施例による外輪部４に設けられた衝撃
吸収部材の断面を図５に示す。衝撃吸収部材は一般的に
は変形可能な材質の部材による。例えば、外輪部４はそ
の最も外側の部分が鋼部１７でできており、その内側に
アルミニウム部１６が配置され、さらに内側の部分であ
る、プレート部１２と接触しうる部位についてはゴム１
５によって内張りがされている。プレート部１２と衝撃
吸収作用を有するゴム部１５との間はｌ₁の距離があけ
られている。ｌ₁は本実施例によれば約１５ｍｍであ
る。このプレート部１２については全体を耐磨耗性のよ
い硬質ゴムまたは有機樹脂によることも考えられる。

【００２０】機器接続部２０は機器の一部と接続する機
能を有する。実施例では機器の一部であるキャスタ３０
がそのまま嵌合されるような井桁状部分２５を具備す
る。機器接続部２０が接続する機器の一部は必ずしもキ
ャスタ３０である必要はない。例えば、機器の一部に突
出部を設け、この突出部に対して固定されるような構造
を有していてもよい。しかし、キャスタ３０であるとき
はキャスタロック部２７を機器接続部２０に設けること
により、振動に応じた細かい耐震対策を立てることが可
能となる。つまり、微弱振動においてはキャスタロック
部２７でキャスタ３０を固定することによって、キャス
タ３０と固定床面の静摩擦力によって機器の移動・振動
を防止する。キャスタロック部２７については図３を用
いて後述するように明らかに示される。

【００２１】機器接続部２０は移動部１０を軸として任
意に回転可能な態様で接続される。実施例では移動部１
０の頂部にボルト１５を設け、機器接続部２０の一端２
１とを連結している。このように、任意に回転可能な態
様が必要とされるのは地震の不規則な揺れに対して余分
な内部応力を生じることなく自由に対応可能とするため
である。

【００２２】また、井桁状部分２５と機器接続部２０の
一端２１とは固定床面に対して任意な角度を有すること
が可能な態様でボルト２９により接続されている。これ
は地震の際の縦揺れが直接に機器に伝達することを緩和
するためである。これらの発想は移動部１０が固定部１
に対して固定床と平行な任意の方向に一定の距離自由に
移動できる点と同じである。ただし、固定床と平行な任
意方向の移動は横揺れを想定したものである。

【００２３】図３に本実施例に係わる耐震支持構造の側
断面図を示す。耐震支持構造は固定床４０上に布設さ
れ、固定部１はカバー３と外輪部４からなり、アンカー
ボルト２によって床面に固着される。固定部１には移動
部１０（軸）が連結されており、この移動部は固定部１
と機器接続部２０とを接続する作用を有するとともに、
床（固定部）の振動を緩和して機器接続部２０に伝達す
るための作用を有する。移動部１０の頂部はボルト１５
によって機器接続部２０の一端２１と連結されている。
機器接続部２０の一端２１と井桁状部分２５とは井桁状
部分２５が床面４０に対して任意な角度で回転可能なよ
うにボルト２９によって接続される。また、機器接続部
２０が機器のキャスタ３０に接続される場合には、井桁
状部分２５にはキャスタロック部２７が設けられてい
る。キャスタロック部２７はキャスタ３０の回転を防止
し、もって、地震の最中における機器の移動を防止す
る。

【作用】

【００２４】上述したような構成を有することによって
以下のような作用によって耐震性を実現できる。（１）微弱な振動においてはキャスターロック部２７が
キャスタ３０を固定しているから、キャスタ３０と床面
との静摩擦力により機器の移動、振動を防止できる。（２）キャスタロック部２７による静摩擦力を越える中
程度の振動については移動部１０が振動を吸収する。移
動部１０は固定部１との間に設けられた間隙ｌ₁または
ｌ₂の長さのみ移動することが可能である。これによっ
て、固定床の振動による機器の共振を防止することがで
きる。（３）上記ｌ₁，ｌ₂を越える程度の振動が生じた場合で
も、固定部に付属された衝撃吸収部材により移動部に与
える衝撃を吸収することが可能である。これによって、
地震の振動を緩和して機器に伝達することができる。（４）極めて激しい揺れを観測した場合でも、固定部１
が固定床４０に固定されており、固定床１と接続された
機器接続部２０が機器に対して堅固に接続されているか
ら、機器の転倒を防止することができる。

【００２５】また、本願発明に係わる耐震支持構造を機
器に対して施すためには、（１）耐震支持構造の固定部
１を固定床に対して固着し、（２）耐震支持構造の機器
接続部２０と機器とを接続・固定する、という二つのス
テップしか要しない。従って、固定床自体を耐震構造に
改良するような大がかりな工事を全く必要としない。ま
た、既設の機器に対しても適用できるので、固定床の設
計時に耐震性を配慮する必要もない。このことはさらに
耐震支持構造を機器に対して適用した後でも、機器の配
置の移動などの模様替えが極めて容易に行えるというこ
とを意味する。そして、上述した二つのステップに述べ
たように、耐震支持構造を機器に施すこと自体が極めて
簡易なステップで行うことができる。

【００２６】

【実施例】本願発明に係わる耐震支持構造を用いて布設
した機器と単に固定床に固定して布設した機器との間の
耐震性を実験によって評価した。実験は実際に生じた地
震と同一の加速度波形を機器に及ぼし、その時に機器内
部に取り付けられた加速時計によって観測された加速
度、および、機器の移動・転倒などの状況を観察した。

【００２７】実験の様子を図６に示す。機器５０を振動
台１０２の上に本願発明に係わる耐震支持構造１００を
介して接続した。振動台１０２は発振器１０１によって
所望の加速度を付与される。このとき、機器５０の３つ
の点で観測された加速度、及び、入力加速度と観測され
た加速度との比（増幅率）を表１に示す。３つの観測点
としては機器の底部（Ｐ１），機器の中央部（Ｐ２），
機器の最上部（Ｐ３）を選んだ。

【００２８】

【表１】観測加速度（上段）／増幅率（下段）入力加速度（Ｇ）Ｐ１Ｐ２Ｐ３０．３０．８６１．７４１．２１（２．９）（５．８）（４．０）０．５０．８４３．１４３．０６（１．０）（６．３）（６．０）

【００２９】地震の際に無対策の機器が受ける加速度は
一般に入力加速度の１０〜２０倍に増幅されると考えら
れている。この点から考えると、本願発明に係わる耐震
支持構造により固定された機器の最大の増幅率は５．８
（０．３Ｇ）、６．３（０．５Ｇ）であり、無対策品に
比べて増幅率が有意に抑えられている。

【００３０】また、実験において機器の移動、転倒は全
く観測されなかった。この点においても、本願発明の耐
震支持構造は一定の作用効果を有するものであるとして
評価される。

【００３１】

【発明の効果】本願発明による耐震支持構造によれば以
下の利点を生じる。（１）固定床上に設置された機器に対する地震の影響を
吸収できる。（２）耐震度１０００ｇａｌを満足する。（３）耐震支持構造の取付に大がかりな設備工事費用を
必要とせず、既設の機器に対して適用可能である。（４）設置後も機器の移設、移動を害さず、機器配置の
模様替えも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明による耐震支持構造を示す模式図であ
る。

【図２】本願発明による耐震支持構造を示す模式図であ
る。

【図３】本願発明による耐震支持構造の側面図である。

【図４】本願発明による耐震支持構造の機器に対する応
用例である。

【図５】本願発明による耐震支持構造の一部の断面図で
ある。

【図６】本願発明による耐震支持構造の試験器具を示し
た模式図である。

【符号の説明】

１固定部２ボルト３カバー４外輪部１０移動部（軸）１２プレート２０機器接続部２５井桁状部分２７キャスタロック部３０キャスタ４０固定床

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中勝志滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地日本アイ・ビー・エム株式会社野洲事業所内 (72)発明者高吉順二滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地日本アイ・ビー・エム株式会社野洲事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定床上に設置される機器と前記固定床と
を接続する耐震支持構造であって、前記固定床に固着される第一手段と、前記機器の一部を保持するための第二手段と、前記第一手段と前記第二手段とを連結する軸手段であっ
て、前記第一手段に対して前記固定床と平行な任意の方
向に自在に移動可能であり、前記第二手段が該軸手段を
中心として回転自在である軸手段と、を含む、耐震支持構造。
【請求項２】前記第二手段は機器のキャスタを保持す
る、請求項１の耐震支持構造。
【請求項３】前記第二手段は前記キャスタの回転を制動
する部分を有する、請求項２の耐震支持構造。
【請求項４】前記軸手段に嵌合され、前記第一手段と接
触して前記第一手段との間で所定の摩擦係数を付与する
プレートを含む、請求項１の耐震支持構造。
【請求項５】前記摩擦係数は０．４〜１．２である、請
求項４の耐震支持構造。
【請求項６】前記第一手段が前記プレートの一面と所定
の距離を隔て対向する衝撃吸収部材を有し、前記プレー
トが移動して前記一面が前記衝撃吸収部材と接触する、
請求項４または請求項５の耐震支持構造。
【請求項７】前記第二手段は前記固定床に対して任意の
角度を有するように移動可能である、請求項１の耐震支
持構造。
【請求項８】固定床に対して固着される固定部と、該固
定部に対して連結され前記固定床と平行な任意の方向に
移動する移動部と、前記移動部に連結され前記固定床上
に設置される機器に接続される機器接続部とを有する構
造による耐震支持方式であって、振動の程度に応じて、前記移動部の前記固定床と平行な
任意の方向の移動により、または、前記固定部に付属せ
られた衝撃吸収部材と前記移動部との接触により、地震
の加速度が緩和されることを特徴とする、耐震支持方
式。
【請求項９】振動の程度に応じて、さらに、機器に係わ
るキャスタを制動することにより機器の移動を防止す
る、請求項８の耐震支持方式。
【請求項１０】振動の程度に応じて、さらに、前記固定
部が固定床に固着されることにより機器の転倒を防止す
る、請求項８の耐震支持方式。