特許 5881510 免震装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5881510

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】免震装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20160225BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/02 Z

   F16F15/02 L

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-83517(P2012-83517)

(22)【出願日】2012年4月2日

(65)【公開番号】特開2013-213532(P2013-213532A)

(43)【公開日】2013年10月17日

【審査請求日】2014年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124084

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 久人

(72)【発明者】

【氏名】日比野 浩

(72)【発明者】

【氏名】青野 翔

(72)【発明者】

【氏名】西山 正三

【審査官】 塚原 一久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２７９９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０５８１０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−０７４６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６２３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１２９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０１３８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０１７２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／００−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

床面に固定される下部と、当該下部の上に設けられて機器を下から支持する上部と、当該上部と前記下部との水平方向の相対移動を許容する免震機構と、前記上部と前記下部との相対移動をロックするロックピンと、を備え、
前記上部には、当該上部を上下に貫通する上部貫通孔が形成され、
前記下部には、透明な材料で形成された略箱状の収納部が形成され、
前記下部には、当該下部を上下に貫通して当該収納部の天井面に至る下部貫通孔が形成され、
前記ロックピンは、棒状の軸部と、当該軸部の基端側に設けられた係止部と、を備え、
当該軸部は、前記上部貫通孔および前記下部貫通孔に挿入され、前記係止部は、前記上部貫通孔の上端縁に係止することを特徴とする免震装置。

【請求項2】

床面に固定される下部と、当該下部の上に設けられて機器を下から支持する上部と、当該上部と前記下部との水平方向の相対移動を許容する免震機構と、前記上部と前記下部との相対移動をロックするロックピンと、を備え、
前記上部には、当該上部を上下に貫通する上部貫通孔が形成され、
前記下部には、略箱状の収納部が形成され、
前記下部には、当該下部を上下に貫通して当該収納部の天井面に至る下部貫通孔が形成され、
前記ロックピンは、棒状の軸部と、当該軸部の両端側に設けられた一対の係止部と、を備え、
当該軸部は、前記上部貫通孔および前記下部貫通孔に挿入され、
前記一対の係止部は、弾性変形可能な材料で形成され、かつ、前記軸部から互いに対向する方向に傾斜して突出して、前記上部貫通孔の上端縁および前記下部貫通孔の下端縁に係止することを特徴とする免震装置。

【請求項3】

前記収納部は、透明な材料で形成されることを特徴とする請求項２に記載の免震装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、免震装置に関する。詳しくは、ロック機構を備えた免震装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、医薬品や半導体などの製造装置やサーバラックなどの機器を免震構造とする場合がある。具体的には、床面に免震装置が固定され、機器はこの免震装置の上に取り付けられる。
この免震構造では、地震が発生すると、免震装置が作動して地震の揺れを吸収し、地震動の製造装置への影響を軽減する。

【0003】

しかしながら、免震装置が作動する必要のない程度の小さな揺れで免震装置が作動すると、製造ラインの歩留りや品質に影響が出る場合があった。
例えば、微小な地震による小さな揺れや、人が製造装置に寄りかかることにより、免震装置が作動する場合がある。すると、製造装置の細かい動作に誤差が生じたり、製造装置に位置ずれが生じて、搬送装置との製品の受け渡しに不具合が生じたりする、という問題があった。

【0004】

この問題を解決するため、ロック機構やトリガ機構が提案されている（特許文献１、２参照）。
特許文献１には、免震構造の建物の周囲に設けられたロック機構が示されている。このロック機構は、ベース部材、可動部材、軸体、振り子部材、係留部材などで構成されている。
このロック機構によれば、台風の風圧などが建物に作用しても、基礎側に設けた振り子部材および係留部材で建物に固定した係留棒を拘束することにより、建物の横揺れを防止する。一方、地震時には、地震による揺れで振り子部材および係留部材が倒れて係留棒から離脱して、建物が基礎に対して自由に移動可能となり、免震構造によって揺れを吸収する。

【0005】

特許文献２には、免震装置に組み込まれたトリガ機構が示されている。このトリガ機構は、ケース体、移動ピン、重り、バネなどで構成されている。
このトリガ機構によれば、平常時には、重りにより移動ピンを下方に押し付けて、この移動ピンの下端を基礎側に係合させておく。一方、地震時には、地震による揺れにより、移動ピンに繋がれた重りが転動して、この移動ピンが上方に移動して、移動ピンと基礎側との係合が解除される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３７４９９３１号公報

【特許文献2】特開２００５−１１３９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述のロック機構やトリガ機構は、多くの部品で構成されて構造が複雑であり、コスト高となる、という問題があった。

【0008】

本発明は、小さな揺れで免震機構が作動するのを低コストで防止できる免震装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１、２に記載の免震装置（例えば、後述の免震装置１０）は、床面（例えば、後述の床面２）に固定される下部（例えば、後述の下部２０）と、当該下部の上に設けられて機器（例えば、後述の製造装置１）を下から支持する上部（例えば、後述の上部３０）と、当該上部と前記下部との水平方向の相対移動を許容する免震機構と、前記上部と前記下部との相対移動をロックするロックピン（例えば、後述のロックピン４０）と、を備え、前記上部には、当該上部を上下に貫通する上部貫通孔（例えば、後述の上部貫通孔３１）が形成され、前記下部には、略箱状の収納部（例えば、後述の収納部２１）が形成され、前記下部には、当該下部を上下に貫通して当該収納部の天井面（例えば、後述の天井面２１Ａ）に至る下部貫通孔（例えば、後述の下部貫通孔２２）が形成され、前記ロックピンは、棒状の軸部（例えば、後述の軸部４１）と、当該軸部の基端側に設けられた係止部（例えば、後述の係止部４２）と、を備え、当該軸部は、前記上部貫通孔および前記下部貫通孔に挿入され、前記係止部は、前記上部貫通孔の上端縁に係止することを特徴とする。

【0010】

ここで、免震機構の構造は特に限定されず、積層ゴムや機械的な機構など、どのような構造でもよい。

【0011】

この発明によれば、ロックピンの係止部が上部貫通孔の上端縁に係止するまで、上部の上部貫通孔および下部の下部貫通孔に軸部を挿入することで、ロックピンを取り付ける。
そして、微小地震が発生したり人が機器に寄りかかったりすることで、所定値未満の大きさの水平力が免震装置に作用しても、ロックピンがかんぬきとして機能し、上部と下部との相対移動を防止するので、免震機構が作動しない。

【0012】

一方、ある程度大きな地震が発生して、所定値以上の大きさの水平力が免震装置に作用すると、ロックピンの軸部がせん断破壊されて折損し、上部と下部との相対移動が可能となり、免震機構が作動する。このとき、ロックピンの折損箇所より下側の部分（つまりロックピンの先端側）は、下部貫通孔から落下して収納部に収納される。

【0013】

よって、ロックピンを上から抜き差しできるので、工具を用いることなく、ロックピンを容易に交換できる。
また、下部貫通孔の直下に収納部が位置するので、折損したロックピンの破片を容易に回収できる。

【0014】

地震により免震機構が作動すると、上部が原位置から僅かにずれた状態となる場合があるが、この場合、ロックピンを上部貫通孔および下部貫通孔に差し込みながら相対位置を調整すれば、上部貫通孔が下部貫通孔と同軸上の位置に復帰したときにロックピンが下部貫通孔に挿通されるから、復旧が容易となる。
なお、これに限らず、ロックピンと同一形状で高剛性の修正ピンを別に用意し、この修正ピンを上部貫通孔および下部貫通孔に差し込んで位置ずれを修正し、その後、この修正ピンをロックピンに入れ替えてもよい。

【0015】

本発明の免震装置は、前記ロックピンの軸部は、樹脂で形成されることが好ましい。

【0016】

この発明によれば、ロックピンの軸部を樹脂で形成したので、ロックピンの折損箇所が純粋なせん断破壊となるから、ロックピンの軸部の直径に基づいて、このロックピンが折損する水平力を容易に算定できる。また、免震機構の作動する水平力つまりロックピンが折損する水平力に基づいて、ロックピンの軸部の必要な直径を容易に算定できる。

【0017】

本発明の免震装置は、前記ロックピンの軸部の折損箇所には、目印（例えば後述の溝４３）が設けられることが好ましい。

【0018】

この発明によれば、ロックピンの軸部のうち上部と下部との間に位置する折損箇所に溝などの目印を設けたので、ロックピンを上から抜き取って目印を視認することで破損状況を確認できるから、ロックピン交換の必要性を容易に検討できる。

【0019】

請求項１、３に記載の免震装置は、前記収納部は、透明な材料で形成されることを特徴とする。

【0020】

この発明によれば、収納部をアクリルなどで形成して収納部の透明度を高めることで、ロックピンの折損した部分を目視で確認して、動作の履歴やロックピン交換の時期を容易に把握できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、ロックピンを上から抜き差しできるので、工具を用いることなく、ロックピンを容易に交換できる。また、下部貫通孔の直下に収納部が位置するので、折損したロックピンの破片を容易に回収できる。地震により免震機構が作動すると、上部が原位置から僅かにずれた状態となる場合があるが、この場合、ロックピンやロックピンと同一形状で高剛性の修正ピンを上部貫通孔および下部貫通孔に差し込みながら相対位置を調整すれば、上部貫通孔が下部貫通孔と同軸上の位置に復帰したときにロックピンが下部貫通孔に挿通されるから、復旧が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態に係る免震装置の断面図である。

【図2】前記実施形態に係る免震装置の動作を説明するための断面図である。

【図3】前記実施形態に係る免震装置を復旧する手順を説明するための断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る免震装置の断面図である。

【図5】前記実施形態に係る免震装置にロックピンを取り付ける手順を説明するための断面図である。

【図6】前記実施形態に係る免震装置の動作を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る免震装置１０の断面図である。
免震装置１０は機器としての製造装置１を免震化するものである。

【0024】

この免震装置１０は、床面２に固定される下部２０と、この下部２０の上に設けられて製造装置１を下から支持する上部３０と、下部２０と上部３０との水平方向の相対移動を許容する図示しない免震機構と、上部３０と下部２０との相対移動をロックするロックピン４０と、を備える。

【0025】

上部３０には、この上部３０を上下に貫通する上部貫通孔３１が形成されている。
下部２０には、略箱状の収納部２１が形成されており、さらに、下部２０を上下に貫通して収納部２１の天井面２１Ａに至る下部貫通孔２２が形成されている。
収納部２１は、アクリル等の透明度の高い材料で形成されている。

【0026】

ロックピン４０は、棒状の軸部４１と、この軸部４１の基端側に設けられた係止部４２と、を備える。

【0027】

係止部４２は、軸部４１から略直交する方向に鍔状に突出している。
軸部４１の先端側は、先端に向かうに従って細くなる形状となっている。
また、軸部４１のうち上部３０と下部２０との隙間に位置する折損箇所には、目印としての溝４３が付けられている。

【0028】

このロックピン４０は、係止部４２が上部貫通孔３１の上端縁に係止するまで、軸部４１を上部貫通孔３１および下部貫通孔２２に上から挿入することで、取り付けられる。これにより、軸部４１は、上部貫通孔３１および下部貫通孔２２に挿入され、係止部４２は、上部貫通孔３１の上端縁に係止した状態となる。

【0029】

以上の免震装置１０では、微小地震が発生したり人が製造装置１に寄りかかったりすることで、所定値未満の大きさの水平力が免震装置１０に作用しても、ロックピン４０がかんぬきとして機能し、上部３０と下部２０との相対移動を防止するので、免震機構が作動しない。
一方、ある程度大きな地震が発生して、図２中白抜き矢印で示すように、所定値以上の大きさの水平力が免震装置１０に作用すると、図２に示すように、ロックピン４０の軸部４１は折損箇所でせん断破壊されて折損し、上部３０と下部２０との相対移動が可能となって、免震機構が作動する。このとき、ロックピン４０の軸部４１の折損箇所より下側の部分４１Ａは、下部貫通孔２２から落下して収納部２１に収納される。

【0030】

以下、各ロックピン４０の軸部４１の大きさ（直径）を求める。
ロックピンを、樹脂ここではポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で形成する。

【0031】

ＰＯＭのせん断強度： ５４Ｎ／ｍｍ^２
免震装置１台当りのロックピンの本数： ４本
製造装置の質量： ４ｔ
免震装置の質量： １ｔ
降伏せん断力係数： ０．０５

【0032】

ロックピンが折損して免震機構が作動する閾値は、以下の式（１）のようになる。

【0033】

【数1】

【0034】

また、ロックピンの合計断面積は、式（２）のようになる。

【0035】

【数2】

【0036】

したがって、各ロックピンに必要な直径は、以下の式（３）のようになる。

【0037】

【数3】

【0038】

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ロックピン４０を上から抜き差しできるので、工具を用いることなく、ロックピン４０を容易に交換できる。
また、下部貫通孔２２の直下に収納部２１が位置するので、折損したロックピン４０の破片を容易に回収できる。

【0039】

地震により免震機構が作動した後、上部３０が原位置から僅かにずれた状態となる場合があるが、この場合、図３に示すように、ロックピン４０を上部貫通孔３１および下部貫通孔２２に差し込みながら相対位置を調整すれば、上部貫通孔３１が下部貫通孔２２と同軸上の位置に復帰したときにロックピン４０が下部貫通孔２２に挿通されるから、復旧が容易となる。

【0040】

（２）ロックピン４０の軸部４１を樹脂で形成したので、ロックピン４０の折損が純粋なせん断破壊となるから、ロックピン４０の軸部４１の直径に基づいて、このロックピン４０が折損する水平力を容易に算定できる。また、免震機構の作動する水平力つまりロックピン４０が折損する水平力に基づいて、ロックピン４０の軸部４１に必要な直径を容易に算定できる。

【0041】

（３）収納部２１をアクリル等で形成して収納部２１の透明度を高めることで、収納部２１の側面を通してロックピン４０の軸部４１の折損した部分を目視で確認して、動作の履歴やロックピン交換の時期を容易に把握できる。

【0042】

（４）ロックピン４０の折損箇所に溝４３を設けたので、ロックピン４０を上から抜き取って溝を視認することで破損状況を確認できるから、ロックピン交換の必要性を容易に検討できる。

【0043】

〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態に係る免震装置１０Ａの断面図である。
本実施形態では、ロックピン５０の形状が第１実施形態と異なる。
すなわち、ロックピン５０は、棒状の軸部５１と、この軸部５１の両端側に設けられた係止部５２と、を備える。
各係止部５２は、弾性変形可能な材料で形成され、軸部５１から互いに対向する方向に傾斜して鍔状に突出している。
軸部５１の先端側は、先端に向かうに従って細くなる形状となっている。

【0044】

このロックピン５０は、以下のようにして取り付ける。すなわち、図５に示すように、軸部５１の上端側を摘んで、下側の係止部５２が下部貫通孔２２の下端縁に係止するまで、軸部５１を上部貫通孔３１および下部貫通孔２２に押し込む。これにより、軸部５１は、上部貫通孔３１および下部貫通孔２２に挿通され、上下の係止部５２は、上部貫通孔３１の上端縁およびに係止した状態となる。このとき、上下の係止部５２は、互いに対向する方向に傾斜しているので、上部貫通孔３１の上面および下部貫通孔２２の下面に押されて弾性変形し、軸部５１には若干の張力が作用している。

【0045】

免震装置１０Ａでは、ある程度大きな地震が発生して、図６中白抜き矢印で示すように、所定値以上の大きさの水平力が免震装置１０Ａに作用すると、図６に示すように、ロックピン５０の軸部５１は折損箇所でせん断破壊されて折損し、上部３０と下部２０との相対移動が可能となって、免震機構が作動する。

【0046】

また、このとき、ロックピン５０の軸部５１の折損箇所より下側の部分５１Ａは、下側の係止部５２の復元力により、下部貫通孔２２から下方に向かって飛び出して収納部２１に収納され、軸部５１の折損箇所より上側の部分５１Ｂは、上側の係止部５２の復元力により、上部貫通孔３１から上方に浮き上がる。

【0047】

本実施形態によれば、上述の（１）〜（３）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（５）ロックピン５０の軸部５１の折損すると、軸部５１の折損箇所より上側の部分５１Ｂは、上側の係止部５２の復元力により、上部貫通孔３１から上方に浮き上がるので、ロックピン５０を上から目視で確認するだけで、ロックピン５０が折損したことを容易に判別できる。

【0048】

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0049】

１…製造装置（機器）
２…床面
１０、１０Ａ…免震装置
２０…下部
２１…収納部
２１Ａ…天井面
２２…下部貫通孔
３０…上部
３１…上部貫通孔
４０、５０…ロックピン
４１、５１…軸部
４２、５２…係止部
４３…溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】