(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】
(24)【登録日】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】連結構造、及び、ケーブル支持機構
(51)【国際特許分類】
H02G 3/04 20060101AFI20240312BHJP
F16C 11/04 20060101ALI20240312BHJP
【FI】
H02G3/04 056
F16C11/04 A
(21)【出願番号】P 2020057633
(22)【出願日】2020-03-27
【審査請求日】2023-02-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中塚 光一
(72)【発明者】
【氏名】花村 浩嗣
(72)【発明者】
【氏名】畑 武志
(72)【発明者】
【氏名】原田 健司
(72)【発明者】
【氏名】上野 史弥
(72)【発明者】
【氏名】原 豊文
(72)【発明者】
【氏名】浅妻 栄作
【審査官】東 昌秋
(56)【参考文献】
【文献】特開2019-100465(JP,A)
【文献】特開2002-132173(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02G 3/00- 3/04
H02G 11/00-11/02
F16C 11/00-11/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一部材と、前記第一部材に対して相対変位する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材とに
跨り、前記第一部材と前記第二部材との間に敷設される敷設対象物を支持する連結架台と、を有する連結構造であって、
前記連結架台は、
第一架台と、
第二架台と、
前記第一架台と前記第一部材を連結する第一連結部と、
前記第二架台と前記第二部材を連結する第二連結部と、
前記第一架台と前記第二架台を連結する第三連結部と、
を有し、
互いに直交する第一方向、第二方向、及び、第三方向を有する三次元空間において、
前記第一連結部と前記第三連結部は、前記第一方向及び前記第二方向を軸として回転可能であり、
前記第二連結部は、前記第一方向を軸として回転可能であり、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする第一方向軸回転部と、前記第二方向を軸とする単一の第二方向軸回転部を
有しており、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする前記第一方向軸回転部を一対有しており、
前記第一方向において、一対の前記第一方向軸回転部の間に、単一の前記第二方向軸回転部が設けられている、ことを特徴とする連結構造。
【請求項2】
請求項1に記載の連結構造であって、
前記第一架台は、前記第二架台に対して、前記第一架台の形状を維持した状態で前記第二方向軸回転部を回転軸として回転可能に連結されている、ことを特徴とする連結構造。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の連結構造であって、
前記第一架台は、
前記第一方向に離間した一対の第一渡し材と、
前記一対の第一渡し材の間に設けられた複数の第一つなぎ材と、
を有し、
前記一対の第一渡し材と前記第一部材との間に、それぞれ、前記第一連結部が設けられ、
前記一対の第一渡し材と前記第二架台との間に、それぞれ、前記第三連結部が設けられている、ことを特徴とする連結構造。
【請求項4】
第一部材と、前記第一部材に対して相対変位する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材とに跨り、前記第一部材と前記第二部材との間に敷設される敷設対象物を支持する連結架台と、を有する連結構造であって、
前記連結架台は、
第一架台と、
第二架台と、
前記第一架台と前記第一部材を連結する第一連結部と、
前記第二架台と前記第二部材を連結する第二連結部と、
前記第一架台と前記第二架台を連結する第三連結部と、
を有し、
互いに直交する第一方向、第二方向、及び、第三方向を有する三次元空間において、
前記第一連結部と前記第三連結部は、前記第一方向及び前記第二方向を軸として回転可能であり、
前記第二連結部は、前記第一方向を軸として回転可能であり、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする第一方向軸回転部と、前記第二方向を軸とする単一の第二方向軸回転部を有しており、
前記第一架台は、
前記第一方向に離間した一対の第一渡し材と、
前記一対の第一渡し材の間に設けられた複数の第一つなぎ材と、
を有し、
前記一対の第一渡し材と前記第一部材との間に、それぞれ、前記第一連結部が設けられ、
前記一対の第一渡し材と前記第二架台との間に、それぞれ、前記第三連結部が設けられており、
前記一対の第一渡し材と前記複数の第一つなぎ材との接合は剛接合である、ことを特徴とする連結構造。
【請求項5】
請求項1~4の何れかに記載の連結構造であって、
前記第二架台は、前記第一架台に対して屈曲した状態で配置されている、ことを特徴とする連結構造。
【請求項6】
第一部材と、前記第一部材に対して相対変位する第二部材と、の間に敷設されるケーブルを支持するケーブル支持機構であって、
第一架台と、
第二架台と、
前記第一架台と前記第一部材を連結する第一連結部と、
前記第二架台と前記第二部材を連結する第二連結部と、
前記第一架台と前記第二架台を連結する第三連結部と、
を有し、
互いに直交する第一方向、第二方向、及び、第三方向を有する三次元空間において、
前記第一連結部と前記第三連結部は、前記第一方向及び前記第二方向を軸として回転可能であり、
前記第二連結部は、前記第一方向を軸として回転可能であり、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする第一方向軸回転部と、前記第二方向を軸とする単一の第二方向軸回転部を
有しており、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする前記第一方向軸回転部を一対有しており、
前記第一方向において、一対の前記第一方向軸回転部の間に、単一の前記第二方向軸回転部が設けられている、ことを特徴とするケーブル支持機構。
【請求項7】
請求項6に記載のケーブル支持機構であって、
前記第一架台は、前記第二架台に対して、前記第一架台の形状を維持した状態で前記第二方向軸回転部を回転軸として回転可能に連結されており、
前記第一架台は、前記第一方向において前記ケーブルの位置が相対移動可能となるように、前記ケーブルを支持する、ことを特徴とするケーブル支持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連結構造、及び、ケーブル支持機構に関する。
【背景技術】
【0002】
信号配線などのケーブルを相対変位する2部材(例えば、免震建物と非免震建物など)に亘って敷設する際に、敷設対象物(ケーブルなど)を弛ませずに支持固定し、敷設対象物に掛かる負担を軽減するケーブルラックが知られている。例えば、特許文献1には、第一部材と第二部材との間に連結架台(ケーブルラック)が設けられ、当該連結架台が一定の長さを保持した状態で、第一部材と第二部材との変位に追従して変形することにより、敷設対象物(ケーブルなど)の径路の長さを変えずに支持する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の連結架台では、第一部材を構成する親桁と子桁とがピン接合によって接合されており、当該ピン接合部分を回転軸として親桁と子桁とが平行四辺形状に変形することにより、連結架台を一定の長さに保持することを可能としていた。
【0005】
しかしながら、このような構成では、ピン接合部における強度が不足したり、製造コストが大きくなったりするという問題が生じていた。また、親桁に対する子桁のピン接合の位置がずれると、親桁と子桁とが上手く可動しなくなるおそれがあることから、高い施工精度が要求され、製造に手間がかかっていた。
【0006】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、敷設対象物(ケーブルなど)を弛ませずに支持固定可能であって、高強度で製造が容易な連結構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するための主たる発明は、
第一部材と、前記第一部材に対して相対変位する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材とに跨り、前記第一部材と前記第二部材との間に敷設される敷設対象物を支持する連結架台と、を有する連結構造であって、
前記連結架台は、
第一架台と、
第二架台と、
前記第一架台と前記第一部材を連結する第一連結部と、
前記第二架台と前記第二部材を連結する第二連結部と、
前記第一架台と前記第二架台を連結する第三連結部と、
を有し、
互いに直交する第一方向、第二方向、及び、第三方向を有する三次元空間において、
前記第一連結部と前記第三連結部は、前記第一方向及び前記第二方向を軸として回転可能であり、
前記第二連結部は、前記第一方向を軸として回転可能であり、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする第一方向軸回転部と、前記第二方向を軸とする単一の第二方向軸回転部を有しており、
前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする前記第一方向軸回転部を一対有しており、
前記第一方向において、一対の前記第一方向軸回転部の間に、単一の前記第二方向軸回転部が設けられている、ことを特徴とする連結構造である。
【0008】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、敷設対象物(ケーブルなど)を弛ませずに支持固定可能であって、高強度で製造が容易な連結構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】連結架台10の基本的な構成を表す概略斜視図である。
【
図2】第1ラック11をy方向から見た概略断面である。
【
図5】連結架台10が変形したときの状態について表す概略斜視図である。
【
図6】
図6Aは、第二部材200が変位する前の連結架台10をz方向から見た場合の平面図である。
図6Bは、第二部材200がx方向にΔxだけ変位したときの連結架台10をz方向から見た場合の平面図である。
【
図7】
図7Aは、第二部材200が変位する前の連結架台10をx方向から見た場合の側面図である。
図7Bは、第二部材200がy方向にΔyだけ変位したときの連結架台10をx方向から見た場合の側面図である。
【
図8】
図8A及び
図8Bは、連結架台10の変形時における敷設対象物(ケーブル)の状態について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
第一部材と、前記第一部材に対して相対変位する第二部材と、前記第一部材と前記第二部材とに跨る連結架台と、を有する連結構造であって、前記連結架台は、第一架台と、第二架台と、前記第一架台と前記第一部材を連結する第一連結部と、前記第二架台と前記第二部材を連結する第二連結部と、前記第一架台と前記第二架台を連結する第三連結部と、を有し、互いに直交する第一方向、第二方向、及び、第三方向を有する三次元空間において、前記第一連結部と前記第三連結部は、前記第一方向及び前記第二方向を軸として回転可能であり、前記第二連結部は、前記第一方向を軸として回転可能であり、前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする第一方向軸回転部と、前記第二方向を軸とする単一の第二方向軸回転部を有している、ことを特徴とする連結構造。
【0012】
このような連結構造によれば、相対変位する第一部材と第二部材を、経路の長さを変えずに連結することができる。したがって、第一部材と第二部材との間で、敷設対象物(ケーブル等)を弛ませることなく支持することが可能であり、ケーブルの破損や切断などの不具合を防止することができる。また、各々単純な構造の第一架台及び第二架台を連結することが可能であるため、高強度で製造が容易な連結構造を実現することができる。
【0013】
かかる連結構造であって、前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする前記第一方向軸回転部を一対有しており、前記第一方向において、一対の前記第一方向軸回転部の間に、単一の前記第二方向軸回転部が設けられていることが望ましい。
【0014】
このような連結構造によれば、第一架台が第二方向軸回転部を回転軸として回転する際に、回転方向に関わらず変位量や回転角度を最小とすることができる。したがって、地震発生時等に第一部材に対して第二部材が不規則に変位するような場合であっても、そのような変位に連結構造がしっかりと追従しやすくなる。
【0015】
かかる連結構造であって、前記第一架台は、前記第二架台に対して、前記第一架台の形状を維持した状態で前記第二方向軸回転部を回転軸として回転可能に連結されている、ことが望ましい。
【0016】
このような連結構造によれば、第一架台及び第二架台が、各々の形状を変形させることなく回転可能に連結されているため、相対変位する第一部材と第二部材に対して、連結構造が安定して追従しやすくなる。そして、第一架台及び第二架台自体を単純に構成できるため、強度で製造が容易な連結構造を実現することができる。
【0017】
かかる連結構造であって、前記第一架台は、前記第一方向に離間した一対の第一渡し材と、前記一対の第一渡し材の間に設けられた複数の第一つなぎ材と、を有し、前記一対の第一渡し材と前記第一部材との間に、それぞれ、前記第一連結部が設けられ、前記一対の第一渡し材と前記第二架台との間に、それぞれ、前記第三連結部が設けられている、ことが望ましい。
【0018】
このような連結構造によれば、敷設対象物(ケーブルなど)を容易に固定でき、また、敷設数を増やすことができる。
【0019】
かかる連結構造であって、前記一対の第一渡し材と前記複数の第一つなぎ材との接合は剛接合である、ことが望ましい。
【0020】
このような連結構造によれば、第一架台が変形しないようにできる。また、第一架台が自重によって撓んでしまうこと等が抑制され、第一部材と第二部材との相対変位に追従して連結架台を安定して変形させやすくなるため、敷設対象物(ケーブルなど)をしっかりと支持することができる。
【0021】
かかる連結構造であって、前記第二架台は、前記第一架台に対して屈曲した状態で配置されている、ことが望ましい。
【0022】
このような連結構造によれば、各方向の相対変位に対応することができる。
【0023】
また、第一部材と、前記第一部材に対して相対変位する第二部材と、の間に敷設されるケーブルを支持するケーブル支持機構であって、第一架台と、第二架台と、前記第一架台と前記第一部材を連結する第一連結部と、前記第二架台と前記第二部材を連結する第二連結部と、前記第一架台と前記第二架台を連結する第三連結部と、を有し、互いに直交する第一方向、第二方向、及び、第三方向を有する三次元空間において、前記第一連結部と前記第三連結部は、前記第一方向及び前記第二方向を軸として回転可能であり、前記第二連結部は、前記第一方向を軸として回転可能であり、前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする第一方向軸回転部と、前記第二方向を軸とする単一の第二方向軸回転部を有している、ことを特徴とするケーブル支持機構が明らかとなる。
【0024】
このようなケーブル支持機構によれば、相対変位する第一部材と第二部材を、経路の長さを変えずに連結することができる。したがって、第一部材と第二部材との間に敷設されるケーブルを弛ませることなく支持することが可能であり、ケーブルの破損や切断などの不具合を防止することができる。また、各々単純な構造の第一架台及び第二架台を連結することが可能であるため、高強度で製造が容易なケーブル支持機構を実現することができる。
【0025】
かかるケーブル支持機構であって、前記第一連結部と前記第三連結部は、各々、前記第一方向を軸とする前記第一方向軸回転部を一対有しており、前記第一方向において、一対の前記第一方向軸回転部の間に、単一の前記第二方向軸回転部が設けられている、ことが望ましい。
【0026】
このようなケーブル支持機構によれば、第一架台が第二方向軸回転部を回転軸として回転する際に、回転方向に関わらず変位量や回転角度を最小とすることができる。したがって、地震発生時等に第一部材に対して第二部材が不規則に変位するような場合であっても、そのような変位にケーブル支持機構がしっかりと追従しやすくなる。
【0027】
かかるケーブル支持機構であって、前記第一架台は、前記第二架台に対して、前記第一架台の形状を維持した状態で前記第二方向軸回転部を回転軸として回転可能に連結されており、前記第一架台は、前記第一方向において前記ケーブルの位置が相対移動可能となるように、前記ケーブルを支持する、ことが望ましい。
【0028】
このようなケーブル支持機構によれば、相対変位する第一部材と第二部材に追従してケーブル支持機構が変形する場合であっても、支持されているケーブルを伸ばす方向に力が作用しにくく、ケーブルを破損し難くすることができる。
【0029】
===実施形態===
以下、本発明に係る連結構造として、連結架台10を例に挙げて実施形態を説明する。本実施形態における連結架台10は、主にケーブル(敷設対象物)などを支持するケーブル支持機構(可動ケーブルラック)に適用することができる。
【0030】
<連結架台10の基本構成>
図1は、連結架台10の基本的な構成を表す概略斜視図である。なお、
図1では初期状態における連結架台10の構成について示している。ここで、初期状態とは相対変位が発生していない時の状態である。
【0031】
また、本実施形態では図に示すように、三次元空間において互いに直交する3方向をx方向、y方向、z方向とする。なお、z方向は鉛直方向であり、x方向とy方向は水平面において直交する2方向である。また、x方向を軸とする回転をx軸回転といい、z方向を軸とする回転をz軸回転という。
【0032】
図1に示す連結架台10は、第一部材100と第二部材200との間に敷設された可動式のケーブルラックである。
【0033】
第一部材100は、例えば、既存建物などの非免震建物、または非免震建物に固定され、信号配線などのケーブルを載置して固定する固定ケーブルラック等である。一方、第二部材200は、例えば、免震建物、または免震建物に固定されている固定ケーブルラック等である。
図1に示すように、第一部材100及び第二部材200はz方向に離間している。
【0034】
第二部材200は、第一部材100に対して少なくともx方向及びy方向に相対変位可能となっている。このように、相対変位する2部材(ここでは第一部材100と第二部材200)にケーブルを敷設する場合には、一般的に、2部材の間でケーブルを弛ませている。しかし、このようにケーブルを弛ませた場合、弛ませている部分のケーブルは固定されていないので、2部材が近づくときには、ケーブルの折れ曲がり破損、挟み込み破損、変形不良など発生するおそれがあった。また、2部材が遠ざかるときには、ケーブルが切断してしまうおそれがあった。さらに、弛ませている部分には、常時、一定の張力が掛かるため、ケーブルへの負担が大きくなるおそれがあった。
【0035】
そこで本実施形態では、第一部材100と第二部材200を跨ぐ連結架台10(ケーブル支持機構)を設けている。本実施形態の連結架台10は、後述するように、第一部材100と第二部材200が相対変位する場合においても、相対変位の方向に関わらず、経路の長さ(全長)をほぼ変えることなく追従して変形することができる。この連結架台10を設けることにより、ケーブルを弛ませることなく敷設することができる。
【0036】
(連結架台10)
連結架台10は、第1ラック11(第一架台に相当)と、第2ラック12(第二架台に相当)と、連結部20(第一連結部に相当)と、連結部30(第二連結部に相当)と、連結部40(第三連結部に相当)とを有している。
【0037】
第1ラック11は、
図1に示すように梯子形状の部材であり、一対の親桁11a(第一渡し材に相当)と、複数の子桁11b(第一つなぎ材に相当)を有している。本実施形態では、第1ラック11は、初期状態において水平面に平行に配置されている。
【0038】
図2は、第1ラック11をy方向から見た概略断面であり、親桁11a及び子桁11bの構成について示す図である。一対の親桁11a,11aは、H形鋼や溝形鋼で構成され(
図2ではH形鋼)、x方向に離間しつつ、長手方向がy方向に沿うように平行に配置されている。一対の親桁11a,11aは、それぞれ、連結部20を介して第一部材100に連結されている。
【0039】
子桁11bは、一対の親桁11a,11aの間にx方向に沿って配置された山形鋼や棒状の部材(
図2では山形鋼)によって構成され、y方向に間隔を空けて複数設けられている。本実施形態の第1ラック11は、梯子形状であるので、ケーブルを容易に支持可能であり、また、ケーブルの敷設数を増やすこともできる(第2ラック12についても同様)。y方向に隣り合う子桁11b,11bの間隔は、ケーブルが弛まない程度の間隔(例えば500mm程度)に設定されている。なお、子桁11bは、溶接等によって親桁11aと接合(剛接合)されている。このように、親桁11aと子桁11bとの接合が剛接合であるため、後述するように連結架台10が変形する場合であっても、第1ラック11自体の形状は変形し難くなっている(平面形状が矩形のままである)。
【0040】
また、第1ラック11に不図示のブレース材が設けられていても良い。例えば、ブレース材が、第1ラック11の対角線を繋ぐように一対設けられることにより、第1ラック11をより変形しにくくすることができる。
【0041】
第2ラック12は、第1ラック11と略同様の構成を有している。すなわち、第2ラック12は、梯子形状の部材であり、
図1及び
図2に示されるように一対の親桁12a,12a(第二渡し材)と、子桁12b(第二つなぎ材)と、を有している。本実施形態では、第2ラック12は、初期状態において鉛直方向(z方向)に平行に配置されている。つまり、初期状態において、第2ラック12は、第1ラック11に対して直角に屈曲して配置されている。
【0042】
一対の親桁12a,12aは、H形鋼や溝形鋼で構成され(
図2ではH形鋼)、x方向に離間しつつ、長手方向がz方向に沿うように平行に配置されている。一対の親桁12a,12aの上端は、それぞれ、連結部30を介して第二部材200と連結されており、一対の親桁12a,12aの下端は、それぞれ、連結部40を介して第1ラック11の親桁11a,11aと連結されている。
【0043】
子桁12bは、一対の親桁12a,12aの間にx方向に沿って配置された山形鋼や棒状の部材(
図2では山形鋼)によって構成され、z方向に間隔を空けて複数設けられている。z方向に隣り合う子桁12b,12bの間隔も前述の子桁11b,11bの間隔と同様に設定されている。また、子桁12bは、溶接等によって親桁12aと接合(剛接合)されている。したがって、上述の第1ラック11と同様に、連結架台10が変形する場合であっても、第2ラック12自体の形状は変形し難くなっている(平面形状が矩形のままである)。また、第2ラック12にも、ブレース材(不図示)が設けられていても良い。
【0044】
本実施形態では、第1ラック11及び第2ラック12共に、親桁11a(12a)に対して複数の子桁11b(1b)が剛接合された構造であるため、ラック11,12自体の強度を十分に高くすることが可能である。また、構造がシンプルであることから、製造が容易であり、製造コストも低く抑えることができる。
(連結部20)
【0045】
連結部20は、第一部材100と第1ラック11とを連結する部位である。
図3A~
図3Cは、連結部20の構成の一例について説明する図である。
図3Aは、連結部20をy方向から見た側面図である。なお、連結部20は、x方向について対称な構造を有しているため、
図3Aでは、x方向の一方側(
図3Aでは右側)の領域についてのみ表し、x方向の他方側の領域については図示を省略している。
図3Bは、
図3AのA-A断面を示し、
図3Cは、
図3AのB-B断面を示している。
【0046】
連結部20は、第1梁材21と、第2梁材22と、ピン23と、滑り板24と、プレート25と、プレート26と、ピン27と、滑り板28と、支持板29とを有している。
【0047】
第1梁材21は、一対の親桁11a,11aの間に架け渡されるようにして配置され、y方向における一方側の端部にて親桁11a,11aに接合された部材である。第1梁材21は、例えば、
図3Bに示されるような山形鋼(アングル)によって構成される。第1梁材21のx方向における中央部C21xには、z方向にピン23を挿入するための貫通孔21hが設けられている。
【0048】
第2梁材22は、x方向に沿って第1梁材21と背中合わせに配置される部材であり、例えば、溝形鋼によって構成される。そして、第2梁材22のx方向における中央部C22xには、第1梁材21と同様に、z方向にピン23を挿入するための貫通孔22hが設けられている。
【0049】
ピン23は、第1梁材21の貫通孔21h及び、第2梁材22の貫通孔22hに挿通され、第1梁材21と第2梁材22とをピン接合するための部材である。なお、ピン23はボルトやナット等で構成されている。滑り板24は、摩擦抵抗の小さい板状部材であり、第1梁材21と第2梁材22の間に配置されている。このような構成により、第1梁材21と第2梁材22とは、ピン23を回転軸(すなわちz方向を軸)としてz軸周りに回転可能に構成されている。すなわち、連結部20は、x方向における中央に、単一のz方向軸回転部(第二方向軸回転部に相当)を有している。
【0050】
プレート25は、第2梁材22のx方向の両端部に固定された板状部材である。プレート26は、プレート25をx方向に挟み込むようにして一対設けられた板状部材である。プレート25には、x方向にピン27を挿入するための貫通孔25hが設けられ、プレート26には、x方向にピン27を挿入するための貫通孔26hが設けられている。
【0051】
ピン27は、プレート25の貫通孔25h及び、プレート26の貫通孔26hに挿通され、プレート25と一対のプレート26,26とをピン接合するための部材である。なお、ピン27はボルトやナット等で構成されている。滑り板28は、摩擦抵抗の小さい板状部材であり、プレート25と一対のプレート26,26の間にそれぞれ配置されている。このような構成により、プレート25とプレート26,26とは、ピン27を回転軸(x方向を軸)としてx軸周りに回転可能に構成されている。すなわち、連結部20は、x方向における両端部の2か所にx方向軸回転部(第一方向軸回転部に相当)を有している。
【0052】
支持板29は、一対のプレート26,26を支持しつつ、連結部20を第一部材100に固定するための部材である。
【0053】
このように、連結部20は、x方向に沿って配置されたピン27,27を軸とする軸回転(x軸回転)と、z方向に沿って配置されたピン23を軸とする軸回転(z軸回転)の2軸回転が可能である。
【0054】
(連結部30)
連結部30は、連結部20と同様に、x方向における両端部の2か所にx方向軸回転部(第一方向軸回転部)を有している。すなわち、ピン27に相当するピン部材であるピン31がx方向に沿って配置されており(
図1参照)、当該ピン31によって第2ラック12の一対の親桁12a,12aと連結部30とがそれぞれピン接合されている。これにより、連結部30は、第2ラック12を長手方向(
図1ではz方向に相当)の端部にてx軸周りに回転可能に支持しつつ、連結架台10(第2ラック12)を第二部材200に固定している。すなわち、連結部30は、x方向における両端部の2か所にx方向軸回転部(第一方向軸回転部に相当)を有している。
【0055】
(連結部40)
連結部40は、第1ラック11の親桁11aと第2ラック12の親桁12aとを連結する部位である。
図4A~
図4Cは、連結部40の構成の一例について説明する図である。
図4Aは、連結部40をy方向から見た側面図である。なお、連結部40は、x方向について対称な構造を有しているため、
図4Aでは、x方向の一方側(
図4Aでは右側)の領域についてのみ表し、x方向の他方側の領域については図示を省略している。
図4Bは、
図4AのC-C断面を示し、
図4Cは、
図4AのD-D断面を示している。
【0056】
連結部40は、第1梁材41と、第2梁材42と、ピン43と、滑り板44と、プレート45と、プレート46と、ピン47と、滑り板48とを有している。
【0057】
第1梁材41は、一対の親桁11a,11aの間に架け渡されるようにして配置され、y方向における他方側の端部にて親桁11a,11aに接合された部材である。第1梁材41は、例えば、
図4Bに示されるような山形鋼(アングル)によって構成される。第1梁材41のx方向における中央部C41xには、z方向にピン43を挿入するための貫通孔41hが設けられている。
【0058】
第2梁材42は、x方向に沿って第1梁材41と背中合わせに配置される部材であり、例えば、溝形鋼によって構成される。そして、第2梁材42のx方向における中央部C42xには、第1梁材41と同様に、z方向にピン43を挿入するための貫通孔42hが設けられている。
【0059】
ピン43は、第1梁材41の貫通孔41h及び、第2梁材42の貫通孔42hに挿通され、第1梁材41と第2梁材42とをピン接合するための部材である。なお、ピン43はボルトやナット等で構成されている。滑り板44は、摩擦抵抗の小さい板状部材であり、第1梁材41と第2梁材42の間に配置されている。このような構成により、第1梁材41と第2梁材42とは、ピン43を回転軸(すなわちz方向を軸)としてz軸周りに回転可能に構成されている。すなわち、連結部40は、x方向における中央に、単一のz方向軸回転部(第二方向軸回転部に相当)を有している。
【0060】
プレート45は、第2梁材42のx方向の両端部に固定された一対の板状部材である。プレート46は、一対のプレート45,45のx方向の間に挟み込まれるように設けられた板状部材であり、第2ラック12の親桁12aと接合されている。プレート45には、x方向にピン47を挿入するための貫通孔45hが設けられ、プレート46には、x方向にピン47を挿入するための貫通孔46hが設けられている。
【0061】
ピン47は、プレート45の貫通孔45h及び、プレート46の貫通孔46hに挿通され、一対のプレート45,45とプレート26とをピン接合するための部材である。なお、ピン47はボルトやナット等で構成されている。滑り板48は、摩擦抵抗の小さい板状部材であり、一対のプレート45,45とプレート46との間にそれぞれ配置されている。このような構成により、プレート45,45とプレート46とは、ピン47を回転軸(x方向を軸)としてx軸周りに回転可能に構成されている。すなわち、連結部40は、x方向における両端部の2か所にx方向軸回転部(第一方向軸回転部に相当)を有している。
【0062】
このように、連結部40は、x方向に沿って配置されたピン47,47を軸とする軸回転(x軸回転)と、z方向に沿って配置されたピン43を軸とする軸回転(z軸回転)の2軸回転が可能である。
【0063】
<連結架台10の変形動作について>
図5は、連結架台10が変形したときの状態について表す概略斜視図である。同
図5では、第一部材100に対して第二部材200がx方向及びy方向に相対変位したときの連結架台10の状態について示している。
【0064】
先ず、第二部材200がx方向に相対変位する場合について説明する。
図6Aは、第二部材200が変位する前の連結架台10をz方向から見た場合の平面図である。つまり、変形前の連結架台10を表す図である。
図6Bは、第二部材200がx方向にΔxだけ変位したときの連結架台10をz方向から見た場合の平面図である。つまり、変形後の連結架台10を表す図である。
【0065】
第二部材200がx方向にΔxだけ相対変位すると、連結架台10のうち、連結部30を介して第二部材200に固定されている第2ラック12もx方向にΔx移動する。そして、第2ラック12の移動に伴って連結部40もx方向にΔx移動する。したがって、連結部40のピン43(z方向軸回転部)もx方向にΔxだけ移動する。なお、このとき連結部40(ピン43)はy方向にもわずかに移動する。
【0066】
一方、連結架台10のうち、連結部20を介して第一部材100に固定されている第1ラック11はx方向に移動しない。したがって、連結部20のピン23(z方向軸回転部)もx方向に移動しない。つまり、第1ラック11において、ピン23によって連結部20と接合されている部位は移動せず、ピン43によって連結部40と接合されている部位はx方向にΔxだけ移動する。
【0067】
この場合、第1ラック11は、
図6Bのように、連結部20のピン23(z方向軸回転部)を中心として回転(
図6Bでは反時計回り方向の回転)すると共に、連結部40のピン43(z方向軸回転部)を中心として回転(
図6Bでは反時計回り方向の回転)する。すなわち、第1ラック11は、連結部20及び連結部40にそれぞれ1か所ずつ設けられたz方向軸回転部を回転軸として回転することにより、その形状(親桁11a及び子桁11bからなる矩形状)を維持したまま、第二部材200の変位に追従することができる。
【0068】
仮に、z方向軸回転部(ピン23)が2か所以上設けられていた場合、第1ラック11は矩形状を維持したまま回転することはできない。例えば、x方向における両端部に一対のz方向軸回転部(ピン23,23)が設けられていた場合、連結部40がx方向にΔx変位するためには、第1ラック11自体が平行四辺形状に変形する必要がある。これに対して、本実施形態の連結架台10では、第1ラック11がそれぞれ単一のz方向軸回転部(ピン23,43)によって連結部20,40とピン接合されているため、
図6Bのように、矩形状を維持した状態で回転することが可能となる。
【0069】
次に、第二部材200がy方向に相対変位する場合について説明する。
図7Aは、第二部材200が変位する前の連結架台10をx方向から見た場合の側面図である。
図7Bは、第二部材200がy方向にΔyだけ変位したときの連結架台10をx方向から見た場合の側面図である。
【0070】
第二部材200がy方向にΔyだけ相対変位すると、第二部材200に固定されている連結部30の位置がy方向にΔy移動する。したがって、連結部30のピン31(x方向軸回転部)の位置もy方向にΔyだけ移動する。
【0071】
一方、第一部材100に固定されている連結部20の位置はy方向に移動しない。したがって、連結部20のピン27(x方向軸回転部)の位置はy方向に移動しない
【0072】
この場合、第1ラック11及び第2ラック12は、
図7Bのように、連結部20のピン27(x方向軸回転部)、連結部30のピン31(x方向軸回転部)、及び、連結部40のピン47(z方向軸回転部)の各々を軸として回転する。そして、第1ラック11及び第2ラック12が、それぞれ
図7Bのように傾斜することにより、第1ラック11及び第2ラック12は、第二部材200の変位に追従することができる。
【0073】
このように変形することで、連結架台10はx方向及びy方向に相対変位する第一部材100と第二部材200を、経路の長さを変えずに連結することができる。したがって、第一部材100と第二部材200との間で、敷設対象物(ケーブル等)を弛ませることなく支持することが可能であり、ケーブルの破損や切断などの不具合を防止することができる。また、ケーブルを弛ませなくてよいため、ケーブルに掛かる負担を軽減することができる。
【0074】
また、第1ラック11,第2ラック12は、親桁11a(12a)と子桁11b(12b)とが剛接合された構造であることから、各々が十分な強度を有している。したがって、連結架台10が変形するのに際して、第1ラック11及び第2ラック12自体の形状は維持されやすい。したがって、ラック11,12が自重によって撓んでしまうこと等が抑制され、
図6及び
図7で説明したような連結架台10の変形を安定して行わせることができる。これにより、ケーブル等をしっかりと支持することができる。
【0075】
なお、第1ラック11をz軸周りに回転させるピン43(z方向軸回転部)は、第1ラック11をx軸周りに回転させる一対のピン47,47(x方向軸回転部)のX方向の間に設けられている。より具体的には、ピン43は一対のピン47,47のx方向における中央位置に設けられている。同様に、第1ラック11をz軸周りに回転させるピン23(z方向軸回転部)は、第1ラック11をx軸周りに回転させる一対のピン27,27(x方向軸回転部)のX方向における中央位置に設けられている。
【0076】
したがって、第1ラック11がz軸周りを時計回り方向及び反時計回り方向のどちらに回転する場合であっても、安定して動作することができる。すなわち、第1ラック11の回転方向に関わらず、変位量や回転角度を最小とすることができるので、地震発生時において第二部材200が不規則な方向に変位したとしても、当該不規則な変位にしっかりと追従しやすくなる。特に、第1ラック11は矩形状を保った状態で回転することから、回転時のモーメントを小さくすることで、連結架台10を安定して変形させることができる。そして、第1ラック11が回転する際の変位量を小さくすることにより、該第1ラック11に支持されるケーブル等がより弛み難くなり、負担を軽減しやすくなる。
【0077】
また、連結架台10において、ケーブル等の敷設対象物は、x方向においてスライド移動可能に支持されていることが望ましい。
図8A及び
図8Bは、連結架台10の変形時における敷設対象物(ケーブル)の状態について説明する模式図である。
図8Aは、連結架台10が変形する前の状態(
図6Aの状態に相当)におけるケーブルの支持位置を平面的に見た場合について表し、
図8Bは、第2ラック12がx方向に所定距離だけ変位した状態(
図6Bの状態に相当)におけるケーブルの支持位置を平面的に見た場合について表している。
【0078】
図8Aにおいて、ケーブルは、連結架台10のX方向における所定位置A,B,Cを通るルート上にて連結架台10によって支持され、連結架台10外の固定位置Dにて第一部材100に固定されている。この状態から第2ラック12がx方向に変位すると、A,B,Cを通って固定位置Dに至るルートは、
図8Bの破線で示される位置に移動する。仮に、ケーブルが、第1ラック11及び第2ラック12に対して移動不能に固定されていた場合、ケーブルのルートも
図8Bの破線で示される位置に変位するため、A,B,C,Dを結ぶケーブルの距離は連結架台10の変位前よりも長くなる。この場合、ケーブルを伸ばす方向に張力が作用してケーブルが破損しやすくなる。
【0079】
これに対して、ケーブルがx方向に移動できるように支持されていれば、ケーブルのルートは
図8Bの太線で示される位置に変位可能となるため、A点と固定位置Dとを結ぶケーブルの距離は連結架台10の変位前と比較してほぼ同等の距離となる。すなわち、連結架台10が変位する場合であっても、ケーブルを伸ばす方向に張力が作用しにくく、ケーブルを破損し難くすることができる。なお、ケーブルをx方向に移動可能に支持するには、例えば、子桁11b(12b)に沿ってx方向に移動可能なスライド式の固定具を用いて、ケーブルのy方向における変位を拘束しつつ、x方向における変位を許容するようにすると良い。
【0080】
===その他の実施形態について===
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【0081】
<可動ケーブルラック10について>
前述の実施形態では、初期状態(
図1)において第1ラック11と第2ラック12が直交していたがこれには限られず、直交していなくてもよい。例えば、第1ラック11と第2ラック12が直線状に配置されていてもよい。この場合においても、例えば、第一部材100と第二部材200がz方向やx方向に相対変位する場合に対応できる。ただし、この場合、y方向の相対変位に対応しきれないおそれがあるため、第2ラック12が第1ラック11に対して少なくとも傾斜(屈曲)していることが望ましい。
【0082】
また、第1ラック11が水平面(x方向、y方向)に対して傾いていてもよく、第2ラック12が鉛直方向(z方向)に対して傾いていてもよい。
【0083】
<親桁について>
前述の実施形態では、親桁(一対の親桁11a、及び、一対の親桁12a)は、溝型鋼やH形鋼によって構成されていたが、他の鋼材(例えばI型鋼等)によって構成されていても良い。
【0084】
<ラック11,12について>
前述の実施形態では、第1ラック11及び第2ラック12は、いずれも梯子状の部材であったが、これには限られない。例えば、一対の親桁11a,11a(12a,12a)の間に板状部材を取り付けたものであってもよい。
【0085】
<敷設対象物について>
前述の実施形態では、連結架台10(可動ケーブルラック)に信号配線用のケーブルを敷設することとしていたがこれには限られない。例えば、電力用(電源)や通信用のケーブルであってもよい。また、ケーブル以外の部材を敷設してもよい。例えば、チューブなどの管部材を敷設してもよい。この場合も、相対変位する2部材の間で弛ませることなく敷設することができ、相対変位が発生した場合においても追従することができる。
【符号の説明】
【0086】
10 連結架台(連結構造,可動ケーブルラック)、
11 第1ラック(第一架台)、
11a 親桁(第一渡し材)、11b 子桁(第一つなぎ材)、
12 第2ラック(第二架台)、
12a 親桁(第二渡し材)、12b 子桁(第二つなぎ材)、
20 連結部(第一連結部)、
21 第1梁材、21h 貫通孔、22 第2梁材、22h 貫通孔、
23 ピン、24 滑り板、25 プレート、26 プレート、27 ピン、
28 滑り板、29 支持板、
30 連結部(第二連結部)、
31 ピン、
40 連結部(第三連結部)、
41 第1梁材、41h 貫通孔、42 第2梁材、42h 貫通孔、
43 ピン、44 滑り板、45 プレート、46 プレート、47 ピン、
48 滑り板、
100 第一部材、
200 第二部材