WO2023058251A1 - テーブル及びハンガー兼用免震装置 - Google Patents

テーブル及びハンガー兼用免震装置 Download PDF

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賢一 要
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47B97/00—Furniture or accessories for furniture, not provided for in other groups of this subclass
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B9/00—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M5/00—Engine beds, i.e. means for supporting engines or machines on foundations

Definitions

  • the present invention relates to a seismic isolation device that makes it difficult to transmit earthquakes and vibrations of vehicles, etc., and prevents damage such as falling or collapsing of objects placed on or hung on a loading platform.
  • the tables installed in vehicles, etc. are devised to mitigate shaking by using seismic isolation rubber to prevent objects placed on them from falling or toppling over. Even if it is suppressed, it is not expected to be very effective against large shaking.
  • Japanese Patent Application No. 2021-155441 uses springs, hydraulic cylinders, float valves, etc. to suspend the pedestal with wire ropes, so that the pedestal can automatically be unmanned and unpowered when flooded.
  • the problem to be solved is to create a seismic isolation device that can prevent damage to objects placed on a loading platform or hung from the ceiling with only simple and inexpensive components by making it difficult for earthquakes and swaying of vehicles to be transmitted. to provide.
  • the main components of the seismic isolation device of the present invention are upper and lower frames, columns with swing adjusters attached to both ends, ropes, guide stands, etc.
  • a guide stand is placed in the center so that the rope is held in contact with the inside of the rope.
  • the structure is such that a force is generated to keep the column in place and return the column to its original vertical state.
  • the effect of the seismic isolation device of the present invention is that although it is a simple and inexpensive component, it makes it difficult for earthquakes and vibrations of vehicles to be transmitted, thereby preventing damage to objects placed on the cargo bed or suspended from the ceiling. It has the advantage of preventing
  • FIG. 2 is a perspective view showing the embodiment of FIG. 1 with the loading platform seen through; The side view which showed the Example at the time of expanding a cargo bed and using four support
  • a side view showing an example in which an existing table is placed on this seismic isolation device A side view showing an embodiment in which this seismic isolation device is used for a ceiling hanger
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention.
  • the overall structure consists of an upper frame 1 on which a loading platform 7 for loading objects, etc. is attached, a column 2 for supporting them, a lower frame 3 for standing it, four ropes 4 stretched around the column 2, and a rope. 4 and a guide stand 5 erected so as to be in contact with 4 .
  • a swing adjuster 2a attached to the upper end of a post 2 is fitted in the center of the upper frame 1, and four ropes 4 are stretched around it in parallel with the post 2 via turnbuckles 4a.
  • a loading platform 7 is mounted on the upper frame 1 so that articles and the like can be placed thereon.
  • a swing adjuster 2a is attached to the lower end of the post 2 as well as the upper end, and is fitted in the center of the lower frame 3. It is designed so that it can swing horizontally to the surface.
  • the lower frame 3 supports the column 2 at its center, around which four ropes 4 are hung in parallel with the column 2, the base ring 5b of the guide stand 5 contacting the inner side of the rope 4 is arranged in the center, and A guide portion with an inclined portion 3a is provided so that it can be displaced and moved when a strong lateral force is applied.
  • Anti-vibration adjusters 6 are attached to the four corners of the lower frame 3 to reduce fine vibration transmitted from the floor so that the loading platform 7 can be installed horizontally.
  • the material of the rope 4 is selected according to the purpose of use, such as a wire rope with small elasticity or a large rubber rope, depending on the weight of the object to be placed on the loading platform.
  • the upper frame 1 is stretched parallel to the column 2 so that the upper frame 1 is horizontal, and when the column 2 tilts, the rope 4 also tilts in parallel to keep the upper frame 1 and the cargo bed 7 horizontal. .
  • the guide stand 5 is provided with horizontal members 5a so as to contact the inner side and the right side of the rope 4 toward the post 2, and restrain the rope 4 so as not to move freely in those directions.
  • the base of the guide stand 5 is integrated with a base ring 5b, and the base ring 5b is constrained and placed in the center along the four inclined portions 3a of the lower frame 3. As shown in FIG.
  • This guide stand 5 is restrained by the inclined portion 3a when there is no shaking and when the shaking is small, and remains in contact with the rope 4 while being positioned in the center so that the support 2 does not tilt, but the shaking increases.
  • the base ring 5b When the base ring 5b is strongly pushed by the rope 4, it rides up the slope 3a and can move sideways until it hits the stop plate 3b on the outside.
  • FIG. 2 is a side view showing a state in which the column 2 of FIG. 1 is tilted.
  • a rope 4 stretched parallel to a support 2 bends at a point of inflection P1 where it contacts a horizontal member 5a of a guide stand 5 placed in contact with the inside, and pulls the upper frame 1 to the opposite side of the tilt.
  • a force T1 is generated which tends to return the column 2 to its original vertical position.
  • the rope 4 is stretched around the support 2 with equal force in all directions, and the inside is restrained by contacting the horizontal member 5a of the guide stand 5, so that there is no shaking as in the state of FIG.
  • the base ring 5b of the guide stand 5 When the shaking is small, the base ring 5b of the guide stand 5 is constrained by the inclined portion 3a of the lower frame 3 and does not move in the center, so the support 2 stands vertically without tilting in any direction. can be kept in good condition. Then, when the swaying increases, as shown in Fig. 2, the guide stand 5 is strongly pushed by the rope 4, and the base ring 5b rides up the inclined portion 3a and slides sideways until it hits the stop plate 3b on the outside.
  • the point of contact P1 between the instantaneous rope and the horizontal member 5a that is, the inflection point where the rope 4 bends, moves inward, the force T1 trying to pull back the upper frame 1 becomes smaller, and the amplitude when swinging back to the opposite side also becomes smaller. , and the oscillation can be converged quickly.
  • the horizontal members 5a in contact with the ropes 4 of the four guide stands 5 are provided at positions different in height from each other.
  • the four ropes 2 are stretched so that the distance L1 from P1 is different from each other, and when the swinging starts, only the rope 2 that is bent in contact with the horizontal member 5a is bent.
  • the natural period of the rope 2 is different from that of the rope 2 that is not in the swinging direction, and the rope 2 that contacts the horizontal member 5a and bends changes every time the swinging direction changes.
  • Resonance phenomenon caused by long-period vibration caused by a large earthquake or the like occurring in a distant place or by external force of a constant period is less likely to occur, and it is possible to prevent the upper frame 1 and the loading platform 7 from swaying in a cradle-like state. .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view viewed from AA in FIG. 2.
  • FIG. The horizontal member 5a that contacts the inner side of each rope 4 of the guide stand 5 also contacts the right side toward the center so that it can be restrained.
  • the rope 4 bends at the contact point P1 with the horizontal member 5a at an inflection point, generating a force T2 that tends to twist the upper frame 1 clockwise around the support 2, thereby transforming the swing energy into a twisting energy. It can be converted to and quickly suppress the shaking.
  • a base ring 5b of the guide stand 5 is provided with a rotation stopper 5c, which comes into contact with the side surface of the lower frame 3 and serves as a torsion reaction force point to prevent the guide stand 5 from rotating.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the embodiment of FIG. 1 with the loading platform 7 seen through. If a loading platform 7 is attached to the upper frame 1, it can be used as a seismic isolation stand as it is, and if an object which is easily broken if it falls or falls is placed on it, shaking transmitted from the floor can be reduced even if an earthquake occurs. Therefore, it is possible to make it difficult for them to fall or fall from the loading platform 7. ⁇
  • the existing table 9 can also have the same isolation as this seismic isolation device. It can have a vibration function.
  • the upper frame 1 can be fixed to the ceiling 10 with a ceiling anchor 10a or the like, and an object can be hung from the lower frame 3 to be used as a seismic isolation hanger. can be done. If the ceiling lights 11, speakers, large fans, etc. of public facilities, etc. are suspended through this device, it is possible to suppress shaking even if an earthquake occurs, thereby making it difficult for them to fall.

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Abstract

【課題】地震や乗り物等の揺れを伝わりにくくして、荷台の上に載せたり天井から吊るしたりする物等への被害を、簡単で安価な構成要素のみで防げる免震装置を提供することを目的とした。 【解決手段】上フレーム１と下フレーム３の中心に両端に首振りアジャスター２aを取付けた支柱２を立て、支柱２の周りに4本のロープ４を張り、ロープ４の内側に接して拘束するようにガイドスタンド５を中央に置き、支柱２を中心に対向するロープ４同士が互いに引っ張り合ってバランスを取り、揺動が起きても上フレーム１を水平な状態に保ち、且つ支柱２を元の垂直な状態に戻す力が発生するような構造にした。

Description

テーブル及びハンガー兼用免震装置
　本発明は、地震や乗り物等の揺れを伝わりにくくして、荷台に載せたり吊るしたりした物等が落ちたり倒れたりする被害を防ぐ免震装置に関するものである。
　日本では昔から地震が発生しては人や建物、家財、設備等に多大な被害を及ぼしてきて、以前よりそれらを揺れから守るために多くの制震、免震装置や器具等が開発されてきた。
　また、乗り物等に設置するテーブル等にも、その上に載せた物が落ちたり倒れたりしないように免震ゴム等を用いて揺れを緩和する等の工夫がなされているが、小さな振動や揺れは抑えられても大きな揺れに対してはあまり効果が期待できない。
　水害や地震が起きた時の対策として、特願２０２１－１５５４４１にて、ばねと油圧シリンダ及びフロートバルブ等を利用して架台をワイヤーロープで吊り下げ、浸水時に無人無動力で架台が自動的に上昇する防災装置を発案したが、この装置の場合、住宅等の建物や大きくて重たい機械、設備等を載せるのに適した構造になっており、室内で使うような電化製品や倒れると壊れやすい陶器等の物を載せる用途には大掛かりで、また水害に遭う恐れのない場所では過剰な機能ともなってしまう。
　室内で使うような物を載せる用途のために簡単な要素で構成された免震装置としては、特許文献１のような、ばねを下面中央から斜め上にテーブルの四隅に懸けて水平振動を抑制するものなどが挙げられるが、他は概ねリニアガイドやばね、ダンパー等の機械要素を組み合わせて構成されている装置が多く、複雑な機構で高額なものが多くなっている。
　またこれらの要素を用いて構成する場合、剛性を要する基礎やフレームが必要となる場合が多く、重量的にもかさばりがちで、乗り物や天井等の高い場所に設置する場合には不向きなものになりがちである。
特開２０１２-０６７８４０
なし
　解決しようとする課題は、地震や乗り物等の揺れを伝わりにくくして、荷台の上に載せたり天井から吊るしたりした物等への被害を、簡単で安価な構成要素のみで防げる免震装置を提供することである。
　本発明の免震装置は、上下のフレームと両端に首振りアジャスターを取付けた支柱、ロープ、ガイドスタンド等を主な構成要素とし、上下のフレームの中心に支柱を立て、支柱の周りに4本のロープを張り、ロープの内側に接して拘束するようにガイドスタンドを中央に置き、支柱を中心に対向するロープ同士が互いに引っ張り合ってバランスを取り、揺動が起きても上フレームを水平な状態に保ち、且つ支柱を元の垂直な状態に戻す力が発生するような構造にした。
　本発明の免震装置による効果は、簡単で安価な構成要素でありながらも地震や乗り物等の揺れを伝わりにくくして、荷台の上に載せた物や天井から吊るした物等への被害を防げるという利点がある。
本免震装置の実施例を示した側面図 図１の支柱が傾いた状態を示した側面図 図２のA-Aから見た断面矢視図 図１の実施例を荷台を透視して示した斜視図 荷台を広げて支柱を４本用いた場合の実施例を示した側面図 既存のテーブルを本免震装置に載せた実施例を示した側面図 本免震装置を天井ハンガーに利用した実施例を示した側面図
　図１に本発明の実施形態の一例を示す。
　全体構成は、物等を載せるための荷台７を取付ける上フレーム１と、それらを支える支柱２とそれを立てる下フレーム３と、支柱２の周りに張られている４本のロープ４と、ロープ４に接するように立てられているガイドスタンド５とに大別される。
　上フレーム１の中心には、支柱２の上端部に取付けられた首振りアジャスター２aがはめ込まれ、その周りにターンバックル４aを介して４本のロープ４が支柱２に平行に張られている。
　上フレーム１の上には物等を載せられるように荷台７が取付けられる。
　支柱２の下端部にも上端部と同じく首振りアジャスター２aが取付けられて下フレーム３の中心にはめ込まれており、上フレーム１と荷台７が支柱２と４本のロープ４に拘束されて床面と水平に揺動できるようになっている。
　下フレーム３は中心で支柱２を支え、その周りに支柱２に平行に４本のロープ４が掛けられており、ロープ４の内側に接するガイドスタンド５のベースリング５bが中央に配置され、且つ横向きに強い力が加わるとずれて移動できるように、傾斜部３aを付けたガイド部が設けられている。
　また下フレーム３の四隅には、防振アジャスター６が取付けられており、床から伝わる微振動を減少させて、荷台７を水平に設置できるようになっている。
　ロープ４は、伸縮性の小さいワイヤーロープや大きいゴムロープ等、荷台に載せる物の重さ等使用目的に応じて材質を選択し、支柱２を中心にしてその周りに均等に４本がターンバックル４aを介して上フレーム１が水平になるように支柱２に平行に張られ、支柱２が傾くとロープ４も同じように平行に傾いて上フレーム１と荷台７を水平に保つようになっている。
　ガイドスタンド５にはロープ４の支柱２に向かって内側と右側に接するように水平部材５aが設けられており、ロープ４がそれらの方向には自由に移動できないように拘束している。
　ガイドスタンド５の基底部はベースリング５bで一体化されており、ベースリング５bが下フレーム３の４箇所の傾斜部３aに沿って中央に拘束して置かれている。
　このガイドスタンド５は、揺れのないときと揺れ方が小さいときは傾斜部３aに拘束されて中央に位置したままロープ４に接して支柱２が傾かないようにしているが、揺れ方が大きくなったときはロープ４に強く押されてベースリング５bが傾斜部３aを乗り上がり、外側の止め板３bに当たるまで横にずれて移動することができるようになっている。
　図２は、図１の支柱２が傾いた状態を表した側面図である。
　支柱２に平行に張られているロープ４が、内側に接するように置かれているガイドスタンド５の水平部材５aとの接点P１を変曲点に折れ曲がり、上フレーム１を傾いた反対側に引っ張る力Ｔ１が発生することにより支柱２を元の垂直状態に戻そうとする。
　このロープ４が支柱２を中心に四方に均等な力で張られていて、かつ内側がガイドスタンド５の水平部材５aと接して拘束されていることにより、図１の状態のように揺れのないときと揺れ方が小さいときは、ガイドスタンド５のベースリング５bが下フレーム３の傾斜部３aに拘束されて中央に位置して動かないため、支柱２がどの方向にも傾かずに垂直に立った状態を保つことができる。
　そして揺れ方が大きくなったときは、図２のようにガイドスタンド５がロープ４に強く押されてベースリング５bが傾斜部３aを乗り上がり、外側の止め板３bに当たるまで横にずれるため、その瞬間ロープと水平部材５aとの接点P１、即ちロープ４の折れ曲がる変曲点が内側に移動して、上フレーム１を引き戻そうとする力T１が小さくなり、反対側へ揺れ返したときの振幅も小さくなり、揺動を早く収束させることができる。
　４箇所のガイドスタンド５のロープ４と接する水平部材５aは、それぞれ互いに異なった高さの位置にずらして設けられており、各ロープ４の上フレーム１のフック部１aから水平部材５aとの接点P１との距離L１が４本とも異なるようにして張られており、それにより揺動が始まると４本のロープ２の内、水平部材５aと接触して折れ曲がったロープ２のみが他の折れ曲がっていないロープ２と固有周期が異なり、揺れる方向が変わる度に水平部材５aと接触して折れ曲がるロープ２も変わるため、揺動の半周期ごとにロープ２がそれぞれ異なった固有周期に変化することにより、遠方で起きた大地震等で起こる長周期振動や一定周期の外力によって引き起こされる共振現象が起きにくくなり、上フレーム１と荷台７がゆりかごのような状態になって大きく揺れるのを防ぐことができる。
　図３は、図２のA-Aから見た断面矢視図である。
　ガイドスタンド５の各ロープ４の内側に接する水平部材５aは、中心に向かって右側にも接して拘束できるようにしてあり、これにより図２のように揺れが大きくなり支柱２が傾いたときに、ロープ４が水平部材５aとの接点P１を変曲点に折れ曲がり、上フレーム１を支柱２を中心に時計回りの方向にねじろうとする力Ｔ２が発生して、それにより揺動エネルギーをねじりエネルギーに変換して揺れを早く抑えることができる。
　ガイドスタンド５のベースリング５bには回り止め５cが設けられており、下フレーム３の側面と接してねじれの反力点となってガイドスタンド５が回るのを防いでいる。
　図４は、図１の実施例を荷台７を透視して示した斜視図である。
　上フレーム１の上に荷台７を取付ければそのまま免震スタンドとして利用でき、この上に落ちたり倒れたりすると壊れやすい物等を載せておけば、地震が起きても床から伝わる揺れを減少させて、それらが荷台７から落ちたり倒れたりしにくくすることができる。
　また図５のように荷台７が広い場合は、図１では中央に配置していた１本だけの支柱２を、荷台７の広さや形状に応じて４本や６本等、数本の支柱２をロープ４の外側に配置して免震装置を構成することもでき、荷台７に載せる物の大きさや重さに応じた形状、サイズの免震テーブルにすることができる。
　利用場所については、各ロープ４の固有周期が揺動の半周期ごとにそれぞれ異なって変化する機能により共振現象が起きにくくなるため、遠方で起こった大地震により発生する長周期振動による揺れが起こりやすいビルの高層階や、駅やホール等大きな建物の高い場所に設置しても影響されにくく、また船舶や大型バス、鉄道客車内のような一定周期の外力が加わわりやすい場所に設置しても、ゆりかごのような揺れ方をすることを防いで落下や転倒事故を起きにくくすることができる。
　また図６のように、荷台７の代わりに床面近くの高さに脚受台８を設け、そこに既存のテーブル９を載せれば、既存のテーブル９にも本免震装置と同じ免震機能を持たせることができる。
　さらに図７のように、上フレーム１を天井１０に天井アンカー１０a等で固定し、下フレーム３に物を吊り下げて免震ハンガーとして利用することもでき、この場合支柱２は不要となり外すことができる。
　公共施設等の天井照明１１やスピーカー、大型ファン等を本装置を介して吊り下げれば、地震が起きても揺動を抑えて落下事故を起きにくくすることができる。
　１　　上フレーム
　１a　 フック部
　２　　支柱
　２a　 首振りアジャスター
　３　　下フレーム
　３a　 傾斜部
  ３b　 止め板
  ４　　ロープ
　４a　 ターンバックル
　５　　ガイドスタンド
　５a　 水平部材
　５b　 ベースリング
　５c　 回り止め
　６　　防振アジャスター
　７　　荷台
　８　　脚受台
　９　　既存のテーブル
１０　　天井
１０a   天井アンカー
１１　　天井照明
 P１　　ロープとガイドスタンドの水平部材との接点
Ｌ１　　フック部１aと接点P１間距離
Ｔ１    揺動により発生する上フレーム１を引き戻す力
Ｔ２    揺動により発生する上フレーム１をねじる力

Claims (4)

  1. 　上下のフレームと両端に首振りアジャスター等の関節部を設けた支柱、ロープ、ガイドスタンド等を主な構成要素とし、上下のフレームの中心或いは中心を軸に対向するように外周に支柱を立て、中心の周りに4本のロープを張り、中心に向かってロープの内側に接するように水平部材を設けたガイドスタンドを設置してロープを拘束し、中心を軸に対向するロープ同士が互いに引っ張り合ってバランスを取り、揺動が起きても上フレームを水平な状態に保ち、且つ支柱を元の垂直な状態に戻す力が発生するような構造にしたことを特徴とする免震装置。
  2. 　ロープと接するガイドスタンドが、揺れのないときと揺れ方が小さいときは中央に固定されて動かずにロープを拘束し、揺れ方が大きくなるとロープから押される力により中央からずれ、ロープが曲がる変曲点も内側に移動して、上フレームを引き戻そうとする力が小さくなり、反対側への揺れ返しの振幅を小さくするようにしたことを特徴とする、請求項１の免震装置。
  3. 　各ロープのガイドスタンドの接点と上フレームのフック部間の距離をそれぞれ別々に異なるようにして、揺動が起こり各ロープが折れ曲がったときの固有周期をそれぞれ異なるようにすることにより、揺動の半周期ごとにロープが異なる固有周期に変化して、一定周期の外力が加わわっても共振現象を起こしにくくしたことを特徴とする、請求項１の免震装置。
  4. 　ガイドスタンドの４箇所のロープの内側と接する水平部材に加え、中心に向かって右側或いは左側のどちらか片方に接して拘束できるように水平部材を設け、揺動が起こり支柱が傾いたときにロープ４本の内の１本、或いは隣り合った２本がガイドスタンドとの接点を変曲点に折れ曲がり、上フレームを中心を軸にねじろうとする力が発生して、それにより揺動エネルギーをねじりエネルギーに変換し、揺れを早く抑えさせるようにしたことを特徴とする、請求項１の免震装置。
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