JPWO2015025820A1 - 免震構造 - Google Patents

Abstract

平坦な端面６，７が対向する二つの柱部材１Ａ，１Ｂの間に配置され、平坦な端面６，７に圧着される平坦な当接面８，９を一端と他端に形成して平坦な当接面８，９が平坦な端面６，７に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱１０と、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０の少なくとも一方に設けられ、二つの柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向へ相対移動した際に免震柱１０が水平方向へ移動するのを防止し、端面６，７と当接面８，９が圧着した状態から免震柱１０が傾きを開始する支点Ｅを形成するようにしたストッパ部材１３とを有し、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの平坦な端面６，７及び端面６，７に圧着される免震柱１０の平坦な当接面８，９と、支点Ｅを形成するストッパ部材１３とによりトリガ機構１１を構成する。

Description

本発明は、立体倉庫、ボイラ設備、立体駐車設備、荷役設備等の構造物に適用して構造物の揺れを低減するための免震構造に関するものである。

構造物の一例である立体倉庫は、複数の鋼鉄製の柱と複数段の鋼鉄製の梁を用いて複数のラック（棚）を立体的に組み立てた構成を有している。大規模地震が発生した場合には、立体倉庫が損壊することが考えられており、又、地震により立体倉庫のラックに格納された荷が落下して荷が損傷する可能性があることから、立体倉庫に免震構造を備えて地震に対する安全性を高めることが考えられている。

立体倉庫の免震構造としては、立体倉庫を構成する複数の各柱と基礎との間に、積層ゴムからなる免震構造を備えたものがある（特許文献１）。又、立体倉庫の柱を上下の途中位置で切断した構成として、二本の上部柱の下端同士を水平な第１水平部材で連結し、二本の上部柱に対応した二本の下部柱の上端同士を、前記第１水平部材と係合可能な水平な第２水平部材で連結し、前記第１水平部材と第２水平部材が長手方向へスライドできるようにし、更に、前記第１水平部材と第２水平部材との間を粘弾性体で接続したものがある（特許文献２）。

特開２００６−１０４８８３号公報 特開２０１３−０３９９８９号公報

しかし、特許文献１のように、多数の支持脚が備えられる立体倉庫の各支持脚の下端と基礎との間に積層ゴムによる免震構造を備えた場合には、積層ゴムが高価であることから、立体倉庫の設備コストが増加する問題がある。又、特許文献２においても、前記第１水平部材と第２水平部材を設け、更に、前記第１水平部材と第２水平部材とを接続する粘弾性体を設ける必要があるために、構造が複雑となって立体倉庫の設備コストが増加する問題がある。更に、特許文献２では、支持脚を免震する方向が前記第１水平部材と第２水平部材がスライドする方向である長手方向に限定されてしまい、このスライドの方向と直交する方向に対しては免震できないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、簡単な構成により構造物の柱に水平方向に作用する荷重を、効果的に免震できるようにした免震構造を提供するものである。

本発明の免震構造は、平坦な端面が対向する二つの部材の間に配置され、平坦な前記端面に圧着される平坦な当接面を一端と他端に形成して前記当接面が前記端面に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱と、
二つの前記部材と前記免震柱の少なくとも一方に設けられ、二つの前記部材が水平方向へ相対移動した際に前記免震柱が水平方向へ移動するのを防止し、前記端面と前記当接面が圧着した状態から前記免震柱が傾きを開始する支点を形成するようにしたストッパ部材とを有し、
二つの前記部材の平坦な前記端面及び該端面に圧着される前記免震柱の平坦な前記当接面と、前記支点を形成する前記ストッパ部材とによりトリガ機構を構成した
ことを特徴とする。

前記免震構造において、二つの前記部材は柱部材とすることができる。

前記免震構造において、二つの前記部材は梁とすることができる。

前記免震構造において、前記支点は、二つの前記部材の平坦な前記端面の端縁又は前記免震柱の平坦な前記当接面の端縁によって形成することができる。

前記免震構造において、前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方に、二つの前記部材と前記免震柱の他方の端部を水平方向から囲むように突出した突出部とすることができる。

前記免震構造において、前記ストッパ部材は、前記免震柱が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱又は二つの前記部材に接する突出長さの突出部を備えて傾斜角制限部材を形成することができる。

前記免震構造において、前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方の中心に設けた凸部と、該凸部と嵌合するように二つの前記部材と前記免震柱の他方の中心に設けた凹部を有することができる。

前記免震構造において、前記トリガ機構は、二つの前記部材と前記免震柱を弾力的に連結して前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を調節できる弾性体を有することができる。

前記免震構造において、二つの前記部材の平坦な前記端面と前記免震柱の平坦な前記当接面は、水平二軸方向における幅と奥行きの大きさが異なっていてもよい。

前記免震構造において、二つの前記部材と前記免震柱との間に形成する前記支点が、二つの前記部材及び前記免震柱の水平方向外側へ張り出した位置に設けられ、前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を増加させることができる。

本発明の免震構造は、立体倉庫、ボイラ設備、立体駐車設備、荷役設備のような構造物に適用することができる。

本発明によれば、地震発生時に、免震柱が傾くことにより、簡単な構成で構造物に作用する荷重を効果的に免震できるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施例１の免震構造を示す正面図であり、二つの柱部材が静止した状態を示す図である。 二つの柱部材が相対移動した状態を示す図である。 トリガ機構の別の例を示す正面図である。 トリガ機構の更に別の例を示す正面図である。 図１ａをＩＩ方向から見た場合のトリガ機構の形状例を示す斜視図である。 トリガ機構の別の形状例を示す斜視図である。 トリガ機構の更に別の形状例を示す斜視図である。 トリガ機構の更に又別の形状例を示す斜視図である。 免震柱の断面形状が正方形の例を示す説明図である。 免震柱の断面形状が長方形の例を示す説明図である。 免震柱の断面形状が正八角形の例を示す説明図である。 免震柱の断面形状が細長い八角形の例を示す説明図である。 本発明の実施例２の免震構造を示す正面図である。 図４ａをＩＶＢ−ＩＶＢ方向から見た平面図である。 本発明の実施例２である図４ａの免震構造の変形例を示す正面図である。 図５ａをＶＢ−ＶＢ方向から見た平面図である。 本発明の実施例３の免震構造を示す正面図である。 図６ａの変形例を示す正面図である。 本発明の実施例４の免震構造を示す正面図である。 図７ａの変形例を示す正面図である。 本発明の免震構造が適用される構造物の例を示し、更に、構造物の柱である二つの部材の間に免震構造を設けた場合の説明図である。 構造物の梁である二つの部材の間に免震構造を設けた場合の説明図である。 本発明の免震構造を適用した構造物の一例である立体倉庫の正面図である。 図９ａの立体倉庫の側面図である。 免震構造を備えていない構造物の作用を説明するための説明図である。 一段の免震構造を備えた構造物の作用を説明するための説明図である。 二段の免震構造を備えた構造物の作用を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図９ａ、図９ｂは、本発明の免震構造を適用する構造物の一例である立体倉庫１００を示しており、この立体倉庫１００は自動倉庫の場合を示している。立体倉庫１００は複数の鋼鉄製の柱１と複数段の鋼鉄製の梁２を備えることにより複数のラック３（棚）を立体的に組み立てた構成を有している。立体倉庫１００は、スタッカークレーン４を挟んで立設されており、立体倉庫１００はスタッカークレーン４の走行方向に沿って延びた長さを有しており、スタッカークレーン４の走行方向と直交する方向には格納される荷の大きさに対応した狭い幅となっている。前記立体倉庫１００を構成する複数の柱１は、ラック３に格納される荷の重量を支持するために高い強度を有している。

図９ａ、図９ｂに示す立体倉庫１００を構成する複数の柱１の夫々に対して本発明の免震構造５を設ける。この免震構造５は、図９ａ、図９ｂに示すように、立体倉庫１００に備えられる夫々の柱１の同一の高さ位置に設けられる。

前記免震構造５は、立体倉庫１００のうち免震構造５よりも上側がロッキングする挙動を生じないようにするために、立体倉庫１００の上側から１／３〜１／２程度の高さ位置に設置されている。このように、免震構造５を立体倉庫１００の上部に設置しても、免震構造５によって、免震構造５よりも上側の揺れが小さくなることで、結果的に免震構造５よりも下側の構造物の揺れも小さくなることが本発明者の研究によって判明している。

立体倉庫１００を構成する柱１は、図１ａ、図１ｂに示す如く、上端に板状部材１２を備えた下側の柱部材１Ａ(第一の部材)と、下端に板状部材１２'を備えた上側の柱部材１Ｂ(第二の部材)によって構成されており、二つの柱部材１Ａ，１Ｂは対向する板状部材１２，１２'が水平且つ平坦な端面６，７を有している。二つの柱部材１Ａ，１Ｂに備えた板状部材１２，１２'の間には、傾くことで立体倉庫１００の柱１を免震する免震柱１０が傾斜自在に配設される。この免震柱１０の一端と他端には、前記平坦な端面６，７と対向して当接できる平坦な当接面８，９が形成されている。前記二つの柱部材１Ａ，１Ｂ及び免震柱１０は、水平断面が矩形形状を有する中空又は中実の角型鋼材である。尚、二つの柱部材１Ａ，１Ｂ及び免震柱１０は、角型鋼材に限定されるものではなく、Ｈ型鋼材、Ｉ型鋼材、Ｚ型鋼材、円筒型鋼材であっても良い。

前記免震柱１０の一端１０ａの当接面８と、免震柱１０の他端１０ｂの当接面９は、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに備えた板状部材１２，１２'の端面６，７に当接することで、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は直線の状態に保持される。

前記板状部材１２，１２'と免震柱１０との間には、前記免震柱１０の水平方向の変位を拘束し且つ前記免震柱１０が傾き始める際の支点Ｅを形成する係止機構(ストッパ部材)を備えることでトリガ機能を発揮するようにしたトリガ機構１１を設ける。図１ａ、図１ｂに示すトリガ機構１１は、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに有する平坦な端面６，７と、前記二つの柱部材１Ａ，１Ｂの間に配置されて前記平坦な端面６，７に圧着される平坦な当接面８，９を有する免震柱１０と、前記二つの柱部材１Ａ，１Ｂから板状部材１２，１２'を介して免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂである端部を水平方向から取り囲むように突出したストッパ部材１３とにより構成されている。更に、図１ａ、図１ｂに示す前記ストッパ部材１３は、前記板状部材１２，１２'から離反するに従って免震柱１０から離反するクリアランス１４を形成するように傾斜しており、前記クリアランス１４によって免震柱１０は支点Ｅを中心に傾くことができる。ここで、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの断面が矩形であることにより、前記支点Ｅは、免震柱１０の平坦な当接面８，９における水平で直線に延びた端縁によって形成される。

図１ａ、図１ｂの実施例では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと、この二つの柱部材１Ａ，１Ｂの間に配置された免震柱１０と、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に設けられたトリガ機構１１とによって前記免震構造５は構成されている。

しかし、前記免震構造５に代えて、前記板状部材１２，１２'と、該板状部材１２，１２'の間に配置した免震構造５と、前記板状部材１２，１２'と免震構造５との間に設けられたトリガ機構１１とによって、免震する構造物とは独立してユニット化した免震構造５とすることができる。このようにユニット化した免震構造５は、構造物の柱部材１Ａ，１Ｂの途中、或いは、構造物を構成する梁２と梁２のような部材の間に組み込んで容易に配置することができる。

そして、前記トリガ機構１１によれば、二つの柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向へ相対移動した際には、ストッパ部材１３の内面に免震柱１０の端面６，７の端縁が当接することで、免震柱１０は二つの柱部材１Ａ，１Ｂに対して水平方向外側へ移動することが防止される。このため、前記ストッパ部材１３の内面と免震柱１０の端面６，７の端縁が支点Ｅとなって、免震柱１０は傾きを開始するようになる。尚、前記免震柱１０を傾斜させるために、図１ａ、図１ｂに示すように、ストッパ部材１３の内面と免震柱１０の外面との間に、板状部材１２，１２'から離反するに従って免震柱１０から離反するクリアランス１４を形成する代わりに、前記免震柱１０とストッパ部材１３との間に、免震柱１０の外面と平行な所定のクリアランスを設けても良い。

図１ｃ、図１ｄは、前記トリガ機構１１の他の例を示したものである。前記トリガ機構１１は、上下対称な形状を有して配置されるため、図１ｃ、図ｄでは、免震柱１０の下端と下側の柱部材１Ａとの間に設けられるトリガ機構１１のみを示している。図１ｃのトリガ機構１１は、免震柱１０の外面と平行なクリアランス１４'を形成するように板状部材１２から突出した突出部からなるストッパ部材１３を形成しており、且つ、免震柱１０の一端１０ａ（下端）の外周には凸部２６が突出している。従って、前記免震柱１０は、凸部２６がストッパ部材１３に当接することによって水平方向への移動が防止され、且つ、免震柱１０は凸部２６を支点Ｅとして傾きを開始できるようになっている。前記凸部２６は、柱部材１Ａに設けた板状部材１２の上面に近いにおけるストッパ部材１３の内面に設けてもよい。又、前記凸部２６は、免震柱１０の周囲に複数個、間隔をおいて並べて設けてもよく、又、免震柱１０の周囲に連続的に環状に設けてもよい。

又、図１ｄのトリガ機構１１は、ストッパ部材１３が免震柱１０の外面と平行なクリアランス１４'を形成するように設けられた場合において、柱部材１Ｂの一端に対して外側に突出する張出部１０'(フランジ部)を設けている。従って、免震柱１０は、前記張出部１０'の外側の端部がストッパ部材１３に当接することによって水平方向への移動が防止され、且つ、免震柱１０は張出部１０'の外側の端部を支点Ｅとして傾きを開始できるようになっている。尚、図１ｃ、図１ｄでは、ストッパ部材１３が免震柱１０の外面と平行なクリアランス１４'を形成するように設けられた場合について示したが、図１ａに示すように、ストッパ部材１３は免震柱１０の長手方向中心側へ向かって間隔が開くように傾斜していてもよい。

又、前記板状部材１２，１２'の端面６，７と免震柱１０の当接面８，９との間には、薄いゴム材料等で形成されシート状弾性材２８を介在させてもよい。

図２ａ〜図２ｄは、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に設けた前記トリガ機構１１を構成するストッパ部材１３の形状例を示したものである。二つの柱部材１Ａ，１Ｂに設けたトリガ機構１１を構成するストッパ部材１３は上下対称な形状を有しているため、図２ａ〜図２ｄでは下側の柱部材１Ａの板状部材１２に設けたストッパ部材１３のみを示している。

図２ａは、図１ａと同様に、前記免震柱１０の一端１０ａの全外周を囲むように突出したストッパ部材１３を設けた場合を示しており、図２ｂは、ストッパ部材１３の変形例を示すもので、板状部材１２の４つのコーナ部のみにストッパ部材１３'を設けた場合を示しており、図２ｃは、板状部材１２の４つの辺部のみにストッパ部材１３''を設けた場合を示している。図２ｄは、板状部材１２に対して免震柱１０の一端１０ａの外周を囲むように、スタッド部材である突起１５によるストッパ部材１３を設けた場合を示している。

尚、図１ａ〜図１ｄ、図２ａ〜図２ｄの実施例においては、トリガ機構１１としてのストッパ部材１３を、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに備えた場合について説明したが、前記ストッパ部材１３は、免震柱１０の一端１０ａと他端１０ｂに設けるようにしてもよい。
＜免震柱の幅と奥行きの設定について＞

免震構造５の柱１の幅または奥行きの大きさを増加すると、免震構造５のトリガ荷重の増加と免震構造５の剛性の増大に利用することができる。

図３ａ〜図３ｄは、前記免震柱１０の断面形状を示したものであり、この免震柱１０の断面形状は、端部１０ａ，１０ｂの当接面８，９の形状を表わしている。図３ａは、免震柱１０の断面形状が、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）において幅Ｂ１と奥行きＢ２が同じ大きさである正方形の場合を示しており、図３ｂは、免震柱１０の断面形状が水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）において、幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさが異なった長方形の場合を示している。又、前記免震柱１０の断面形状は、図３ａの正方形の四隅を切除した図３ｃに示す正八角形の形状を有していてもよく、或いは、図３ｂの長方形の四隅を切除した図３ｄに示す細長い八角形の形状を有していてもよい。又、前記免震柱１０の断面形状は、上記の形状以外に六角形等の多角形とすることができ、又は、円形、或いは楕円形とすることもできる。

上記実施例では次のように作動する。

図１ａは静止状態の時の柱１を示しており、上側の柱部材１Ｂに掛かる荷の荷重は、柱部材１Ｂの平坦な端面７と免震柱１０の平坦な当接面９、及び、免震柱１０の平坦な当接面８と柱部材１Ａの平坦な端面６を介して下側の柱部材１Ａに伝えられ、柱１は直線の状態を保持している。

又、図１ａにおいて、地震の発生により柱１に水平方向に比較的小さい加速度Ｓ１の揺れが発生した場合にも、前記の柱１は直線の状態を保持する。

即ち、柱１に掛る荷重によって、前記柱部材１Ｂの端面７と免震柱１０の当接面９は当接して圧着され、及び、免震柱１０の当接面８と柱部材１Ａの端面６は当接して圧着される。このとき、柱部材１Ａ，１Ｂには、免震柱１０の一端１０ａと他端１０ｂの外周を取り囲むストッパ部材１３が設けてあるので、免震柱１０が水平方向外側へ移動することは防止される。従って、中小規模の地震によって、水平方向に比較的小さい加速度Ｓ１の揺れが発生しても、免震柱１０の当接面８，９と柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７が当接するトリガ機能によって免震柱１０は傾くことができず、柱１は直線の状態に保持される。このとき、図３ａ〜図３ｄに示す免震柱１０の当接面８，９と柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７が当接する幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさを変更すると、免震柱１０が傾きを開始するトリガ荷重の大きさを変えることができる。前記幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさを大きく設定すると、免震柱１０が傾きを開始するトリガ荷重は大きくなる。

一方、大規模地震の発生によって、図１ｂに示すように水平左右方向に大きな加速度Ｓ２の揺れが発生した場合には、柱部材１Ａ，１Ｂは水平方向へ相対移動した状態となる。このとき、免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂは、当接面８，９の端縁がストッパ部材１３の内面に当接して移動できないため、端面６，７と当接面８，９の当接によるトリガ荷重の範囲を超えた負荷が免震柱１０に作用した場合には、図１ｂに示すように、免震柱１０は当接面８，９の端縁を支点Ｅとして傾きを開始する。このように免震柱１０が傾くことにより、水平左右方向への大きな加速度Ｓ２の揺れは免震される。又、水平奥行き方向に大きな加速度Ｓ２の揺れが発生した場合にも、同様にして免震柱１０が奥行き方向へ傾くことにより、水平奥行き方向の大きな加速度Ｓ２の揺れは免震される。このとき、当接面８，９の左右方向の幅の大きさ及び奥行き方向の大きさを大きく設定すると、免震柱１０は左右方向及び奥行き方向へ傾き難くなるので、大きなトリガ荷重を設定することができる。このように、簡単な構成の免震構造５を備えることによって、立体倉庫１００（構造物）の柱１に作用する揺れを、水平二軸方向で効果的に免震することができる。

前記したように、地震によって傾いた免震柱１０は、前記支点Ｅを中心に傾きを戻す力が作用するため、揺れが治まった状態では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は図１ａのように直線の状態に復元される。

図１ａ〜図１ｄに示すように、二つの柱部材１Ａ，１Ｂに設けた板状部材１２から免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂを囲むように突出したストッパ部材１３を設けて、免震柱１０の水平方向への移動を防止し、且つ、支点Ｅにより免震柱１０の傾きを開始させるようにしたトリガ機構１１を備えたので、簡単な構成のトリガ機構１１によって柱１を水平二軸方向で効果的に免震できるようになる。

例えば、立体倉庫１００である自動倉庫に荷を格納する際に大きな揺れの荷重が加わる方向や隣接する構造物との距離が近く、中小規模程度の地震では免震構造５を作動させたくない方向に対しては、免震構造５を作動させたくない方向の大きさＢを大きくすることで、免震構造５の免震柱１０が傾き始めるトリガ荷重を大きく設定することができる。即ち、図３ａ、図３ｃに示すように、免震柱１０の断面形状を、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢが同一である場合には、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）で同一のトリガ荷重を設定することができる。又、図３ｂ、図３ｄに示すように、免震柱１０の断面形状を、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさを異なった大きさとした場合には、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）でのトリガ荷重を違えて設定することができる。

上記実施例に示したトリガ機構１１では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は平坦な端面６，７と平坦な当接面８，９の当接によって直線に保持される。更に、二つの柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向へ相対移動した際には、前記免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂが二つの柱部材１Ａ，１Ｂに対して水平方向外側へ移動するのをストッパ部材１３によって防止される。このため、免震柱１０は支点Ｅを中心に傾くようになり、これによって、簡単な構成の免震構造５によって構造物を水平二軸方向で効果的に免震することができる。即ち、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）と交叉する水平全方向に対する免震が可能になる。

ここで、前記板状部材１２，１２'の端面６，７と免震柱１０の当接面８，９との間に、薄いゴム等で形成されるシート状弾性材２８を設置すると、板状部材１２，１２'と免震柱１０との衝撃的な接触荷重を抑制することができる。前記シート状弾性材２８は、ゴム材料の代わりに発泡材料を利用することもできる。この場合、ゴム材料に比べて復元力は小さくなるが、接触荷重の抑制効果を高めることが期待できる。

図４ａ、図４ｂは本発明の実施例２の免震構造を示す。図４ａ、図４ｂに示すトリガ機構１１は、免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂに外側へ向けて突出した張出部２７(フランジ部)と、板状部材１２，１２'に突設されて前記張出部２７の外周をクリアランスを有して囲む所要長さのストッパ部材１３とにより構成している。図４ａ、図４ｂのストッパ部材１３は断面矩形の筒形を有している。２３は補強ブラケットである。又、前記ストッパ部材１３は、前記免震柱１０が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱１０に接する突出長さＪを有することにより傾斜角制限部材２４を構成している。

図５ａ、図５ｂは実施例２の図４ａ、図４ｂの変形例である免震構造を示す。図５ａ、図５ｂに示すトリガ機構１１は、板状部材１２，１２'と、該板状部材１２，１２'に固定されて前記免震柱１０の一端１０ａ及び他端１０ｂに設けたフランジ状の張出部２７の外周を囲むように突出した所要長さのストッパ部材１３とにより構成されている。図５ａ、図５ｂのストッパ部材１３は、断面がＵ字形の鋼材からなっていて、張出部２７を前後、左右から挟むように対称に配置されている。このストッパ部材１３は、そのウェブ面が、板状部材１２，１２'に対する固定部分では前記張出部２７に接近しており、板状部材１２，１２'から離反することにより免震柱１０との間隔が増加するように傾斜した傾斜面２５を形成している。又、前記ストッパ部材１３は、前記免震柱１０が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱１０に接する突出長さＪを有することにより傾斜角制限部材２４を構成している。

図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図５ｂの実施例によれば、前記ストッパ部材１３により突出長さＪを有する傾斜角制限部材２４を構成したので、該傾斜角制限部材２４によって前記免震柱１０が自重で復帰できる傾斜角度以上に傾くことを制限することができる。

図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図５ｂに示す第２の実施例においても、板状部材１２，１２'と、該板状部材１２，１２'に備えたストッパ部材１３と、免震柱１０とからなるトリガ機構１１を備えた免震構造５は、免震する構造物とは独立してユニット化することができ、このユニット化した免震構造５は構造物の柱部材１Ａ，１Ｂや梁２などに容易に組み込んで配置することができる。

図６ａ、図６ｂは、立体倉庫１００を構成する柱１に備える免震構造５の別の実施例を示している。図６ａ、図６ｂに示す免震構造５は、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９の一方の中心に備えた凸部２０と、前記凸部２０と嵌合するように二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９の他方の中心に備えた凹部２１とからなるストッパ部材１３を備えたトリガ機構１１を構成している。図６ａでは、免震柱１０の当接フランジ１７に凸部２０が設けられ、該凸部２０は、角パイプからなる柱部材１Ａ，１Ｂによって形成された凹部２１に嵌合している。前記凸部２０及び凹部２１は、截頭角錐形状或いは、截頭円錐形状とすることができる。一方、図６ｂでは、柱部材１Ａ，１Ｂの板状部材１２，１２'に凸部２０を設け、免震柱１０に凹部２１を設けた場合を示している。そして、図６ａ、図６ｂの実施例では、前記トリガ機構１１の凸部２０と凹部２１が調芯機構を兼ねた構成となっている。

又、図６ａ、図６ｂの実施例では、柱部材１Ａ，１Ｂの板状部材１２，１２'が免震柱１０の当接フランジ１７に対して外側へ突出した形状を有しており、これによって、柱部材１Ａ，１Ｂの板状部材１２，１２'の周囲によって免震柱１０の傾きが開始される支点Ｅを形成している。尚、図６ａ、図６ｂでは、当接フランジ１７よりも板状部材１２，１２'が外側に突出して、当接フランジ１７の外周によって支点Ｅを形成した場合を示したが、板状部材１２，１２'よりも当接フランジ１７が外側に突出して、板状部材１２，１２'の外周によって支点Ｅを形成するようにしてもよい。

図６ａ、図６ｂの実施例によると、柱部材１Ａ，１Ｂが水平方向に相対移動する際に、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に設けられて嵌合する凸部２０と凹部２１からなるストッパ部材１３により、免震柱１０が水平方向外側へ移動するのを防止する。又、大規模地震によって二つの柱部材１Ａ，１Ｂを相対移動させる大きな揺れが作用したときには、凸部２０と凹部２１が案内となって、免震柱１０は当接フランジ１７による支点Ｅを中心に傾きを開始してトリガ機能を生じ、これにより柱１に作用する揺れは免震される。

図６ａ、図６ｂの実施例では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂ又は免震柱１０を凹部２１として利用できるので、免震構造５の構成を簡略にすることができる。更に、当接フランジ１７と板状部材１２，１２'により支点Ｅを免震柱１０よりも水平方向外側へ任意に張り出して設けることができるので、簡単な構成により免震柱１０が傾きを開始するトリガ荷重を増加することができる。

又、上記したように、凸部２０と凹部２１は調芯機構を兼ねるようになっているので、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０との間に水平方向に位置ずれが存在した場合でも、傾斜した免震柱１０が復元する際には、二つの柱部材１Ａ，１Ｂと免震柱１０は一定の位置に調整されて復元されるようになる。上記図６ａ、図６ｂに示した凸部２０と凹部２１からなる調芯機構は他の実施例においても適用することができる。

図７ａ、図７ｂは、立体倉庫１００を構成する柱１に備える免震構造５の他の実施例を示している。図７ａ、図７ｂに示す免震構造５は、前記図６ａ、図６ｂと同一の構成において、下側の柱部材１Ａの上端と上側の柱部材１Ｂの下端に設けた板状部材１２，１２'と、前記当接フランジ１７との間に、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９を密着した状態で弾力的に連結するトリガ付加部材１８を備えたトリガ機構１１を構成している。前記トリガ付加部材１８としては図示する皿ばね等による復元ばね１９（弾性体）を備えることができる。

図７ａ、図７ｂに示す実施例のトリガ機構１１では、二つの柱部材１Ａ，１Ｂの端面６，７と免震柱１０の当接面８，９を密着させた状態に引き付けておく復元ばね１９によるトリガ付加部材１８を備えたので、図１ａ〜図１ｄ、図６ａ、図６ｂの場合に比して、免震柱１０が支点Ｅを中心に傾きを開始するトリガ荷重は増加するようになる。更に、復元ばね１９の引き付け強度を選定することにより、トリガ荷重を調節することができる。又、復元ばね１９の引き付け強度を選定することにより、免震柱１０が傾く際の固有周期を調節することができる。
＜トリガ加速度設定について＞

免震柱１０に水平方向に揺れの荷重が加わった際に免震柱１０が傾き始めるときのモーメントＭ_Ｐは、次式で表わされる。

α：トリガ震度（重力加速度を１とした無次元数）
Ｈ：免震柱１０の高さ
Ｎ：柱１の数
Ｍ：免震装置より上部の質量
ｇ：重力加速度
ｆ_Ｏ：復元ばねに与えた初期荷重
Ｂ：柱の幅Ｂ１及び奥行きＢ２の大きさ

この式を、柱の幅Ｂ１及び奥行きＢ２の大きさＢでまとめると、以下のようになる。

上式より、免震構造５を構成する柱１の断面積の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢが大きいほど、対応できるトリガ加速度αを大きく設定できることになる。柱１の断面積の奥行きＢ２を大きくした場合には、奥行き方向で対応できるトリガ加速度αを大きく設定できることになる。
＜免震構造の剛性の増大＞

前記復元ばね１９を有するトリガ機構１１を備えた免震構造５の固有振動数Ｆ（Ｈｚ）は、次式で与えられる。以下では、説明を簡略にするために、当接フランジ１７の幅と奥行きの大きさＢの場合について説明する。

ｋ_Ｏ：復元ばねの係数
Ｂ：当接フランジ１７の当接面８，９の幅の大きさ
Ｌ：復元ばね１９の間隔
Ｈ：免震柱１０の高さ
Ｎ：柱１の数
Ｍ：免震装置より上部の質量

上記式から、免震構造５に設置する復元ばね１９の係数ｋ_Ｏを大きくすると、水平二軸方向（Ｘ，Ｙ）の固有振動数はともに大きくなる。一方、免震柱１０に備えた当接フランジ１７の当接面８，９の大きさＢは、水平二軸方向で各別に設定できるため、免震構造５の剛性を大きくしたい方向もしくは小さくしたい方向の大きさＢを調整することで、固有振動数は任意に設定することができる。

従って、図７ａ、図７ｂの実施例では、前記免震柱１０に備えた当接フランジ１７の当接面８，９の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢによるトリガ機能に、前記復元ばね１９によるトリガ付加部材１８によるトリガ荷重が加えられることにより、免震柱１０が傾きを開始する際のトリガ荷重は大きな値に設定することができる。

例えば、構造物に配管や隣接した構造との取り合いが存在するために、ブレース等による補強が難しく剛性が低下する部分がある場合には、地震発生時の変形が大きくなることが考えられる。このような剛性が低い部分に対しては、免震柱１０に備えた当接フランジ１７の当接面８，９の幅Ｂ１と奥行きＢ２の大きさＢを大きくして免震構造５の剛性を増大させることで、地震による負荷の作用時に構造物が局部的に大きく変形する問題を抑制することができる。

図８ａ、図８ｂは、本発明の免震構造が適用される構造物の例と、構造物に対して本発明の免震構造を適用する場所を示している。図８ａ、図８ｂに示すように、本発明の前記免震構造５は、図９ａ、図９ｂに示した立体倉庫１００、又は、ボイラ設備１０１、又は、立体駐車設備１０２、又は、クレーン、アンローダ、コンベア装置等の荷役設備１０３のような構造物を構成する柱１に適用することができる。前記免震構造５は、図８ａに示すように、構造物を構成する柱１の途中に設けることができる他、柱１の下端と基礎Ｇとの間に設けることもできる。又、前記免震構造５は、図８ｂに示すように、構造物を構成する梁２，２からなる部材の間に設けることできる。

次に、図１０ａ〜図１０ｃを参照して、構造物の柱１に複数段の免震構造５を設けた場合について説明する。図１０ａは免震構造５を備えていない立体倉庫１００を示し、図１０ｂは一段の免震構造５を備えた立体倉庫１００の場合を示し、図１０ｃは二段の免震構造５を備えた立体倉庫１００の場合を比較して示している。図１０ａのように、免震構造５を備えない立体倉庫１００では、地震により基礎が揺れると、立体倉庫１００に伝えられた揺れは上部へ向かうほど大きな加速度の揺れとなり、上端部の揺れは非常に大きくなる。

一方、図１０ｂに示すように、一段の免震構造５を備えた立体倉庫１００では、免震構造５による免震作用によって、例えば変形量δを吸収できるため、免震構造５よりも上部への揺れの伝わりを低減できるので、立体倉庫１００の上部の揺れは低減される。又、図１０ｃに示すように、柱１に、上下二段の免震構造５を備えた立体倉庫１００では、二段の免震構造５の免震作用によって、変形量２δまでの変形を免震装置として許容できるようになるので、より揺れが大きくなる大規模地震まで免震装置として対応できるようになる。従って、免震の機能が小さい免震構造５であっても、図１０ｃに示すように、免震構造５を多段に設けることによって、地震によって構造物が大きく変形する揺れを吸収して免震することができる。

尚、本発明の免震構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１Ａ 柱部材(第一の部材)
１Ｂ 柱部材(第二の部材)
２ 梁(部材)
５ 免震構造
６ 端面
７ 端面
８ 当接面
９ 当接面
１０ 免震柱
１０ａ 一端
１０ｂ 他端
１１ トリガ機構
１２ 板状部材
１２' 板状部材
１３ ストッパ部材
１３' ストッパ部材
１３'' ストッパ部材
１５ 突起（突出部）
１８ トリガ付加部材
１９ 復元ばね（弾性体）
２０ 凸部(ストッパ部材)
２１ 凹部(ストッパ部材)
２４ 傾斜角制限部材
Ｅ 支点
１００ 立体倉庫
１０１ ボイラ設備
１０２ 立体駐車設備
１０３ 荷役設備

本発明の免震構造は、平坦な端面が対向する二つの部材の間に配置され、平坦な前記端面に圧着される平坦な当接面を一端と他端に形成して前記当接面が前記端面に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱を有し、
二つの前記部材と前記免震柱の少なくとも一方に設けられて前記当接面と前記端面の少なくとも一方を水平方向から囲むように突出し、二つの前記部材が水平方向へ相対移動した際に前記免震柱が水平方向へ移動するのを防止し、前記端面と前記当接面が圧着した状態から前記免震柱が傾きを開始する支点を形成するようにしたストッパ部材を有し、
二つの前記部材の平坦な前記端面及び該端面に圧着される前記免震柱の平坦な前記当接面と、前記支点を形成する前記ストッパ部材とによりトリガ機構を構成した
ことを特徴とする。
又、本発明の免震構造は、平坦な端面が対向する二つの部材の間に配置され、平坦な前記端面に圧着される平坦な当接面を一端と他端に形成して前記当接面が前記端面に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱を有し、
二つの前記部材の前記端面と前記免震柱の前記当接面の少なくとも一方に設けた当接フランジと、二つの前記部材の前記端面と前記免震柱の前記当接面の他方に設けて前記当接フランジよりも外側へ突出した板状部材を有し、
前記当接フランジと前記板状部材の少なくとも一方の中心に設けた凸部と、前記当接フランジと前記板状部材の他方の中心に設けて前記凸部が嵌合する凹部を備えて、２つの前記部材が水平方向へ相対移動した際に前記免震柱が水平方向へ移動するのを防止するストッパ部材を有し、
前記当接フランジと前記板状部材が相互に圧着する前記端面及び前記当接面と、前記板状部材に圧着する前記当接フランジの外周によって形成される支点と、前記凸部及び前記凹部からなるストッパ部材とによりトリガ機構を構成した
ことを特徴とする。

前記免震構造において、前記支点は、前記ストッパ部材と、二つの前記部材の平坦な前記端面の端縁又は前記免震柱の平坦な前記当接面の端縁によって形成することができる。

前記免震構造において、前記支点は、前記ストッパ部材の前記凸部と前記凹部が嵌合した状態で前記板状部材に圧着される当接フランジの外周によって形成することができる。

Claims (12)

1. 平坦な端面が対向する二つの部材の間に配置され、平坦な前記端面に圧着される平坦な当接面を一端と他端に形成して前記当接面が前記端面に圧着した状態から傾斜が可能な免震柱と、
   二つの前記部材と前記免震柱の少なくとも一方に設けられ、二つの前記部材が水平方向へ相対移動した際に前記免震柱が水平方向へ移動するのを防止し、前記端面と前記当接面が圧着した状態から前記免震柱が傾きを開始する支点を形成するようにしたストッパ部材とを有し、
   二つの前記部材の平坦な前記端面及び該端面に圧着される前記免震柱の平坦な前記当接面と、前記支点を形成する前記ストッパ部材とによりトリガ機構を構成した
   ことを特徴とする免震構造。
2. 二つの前記部材は柱部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
3. 二つの前記部材は梁であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
4. 前記支点は、二つの前記部材の平坦な前記端面の端縁又は前記免震柱の平坦な前記当接面の端縁によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
5. 前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方に、二つの前記部材と前記免震柱の他方の端部を水平方向から囲むように突出した突出部であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
6. 前記ストッパ部材は、前記免震柱が自重で復帰できる傾斜角度に対応した位置で前記免震柱又は二つの前記部材に接する突出長さの突出部を備えて傾斜角制限部材を形成したことを特徴とする請求項５に記載の免震構造。
7. 前記ストッパ部材は、二つの前記部材と前記免震柱の一方の中心に設けた凸部と、該凸部と嵌合するように二つの前記部材と前記免震柱の他方の中心に設けた凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
8. 前記トリガ機構は、二つの前記部材と前記免震柱を弾力的に連結して前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を調節できる弾性体を有することを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
9. 二つの前記部材の平坦な前記端面と前記免震柱の平坦な前記当接面は、水平二軸方向における幅と奥行きの大きさが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
10. 二つの前記部材と前記免震柱との間に形成する前記支点が、二つの前記部材及び前記免震柱の水平方向外側へ張り出した位置に設けられ、前記免震柱が傾きを開始するトリガ荷重を増加させたことを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
11. 前記請求項１〜１０のいずれか１つに記載の免震構造を備えたことを特徴とする構造物。
12. 免震構造を備えた立体倉庫であることを特徴とする請求項１１に記載の構造物。

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