| 【発明の名称】 |
免震装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】菊池 巧
【氏名】中村 徹人
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| 【要約】 |
【課題】装備構造を複雑化することのない転動構造からなる免震装置を提供する。
【解決手段】固定側Ａと被免震側Ｂとの間にレール１，２，ローラ３からなる転動構造を備えてなる。レール１，２，ローラ３の間の対面中心にレール１，２，ローラ３が当接しない非当接部ａを設け、レール１，２，ローラ３が当接する差動すべり部ｂを被免震側Ｂの荷重Ｆ方向に対し傾斜させて非当接部ａの両側に対称的に配置した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 固定側と被免震側との間にレール，ローラからなる転動構造を備えてなる免震装置において、レール，ローラの間の対面中心にレール，ローラが当接しない非当接部を設け、レール，ローラの間で差動すべりを発生する差動すべり部を被免震側の荷重方向に対し傾斜させて非当接部の両側に対称的に配置したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】 請求項１の免震装置において、差動すべり部は平面状からなることを特徴とする免震装置。
【請求項３】 請求項１の免震装置において、差動すべり部が曲面状からなることをことを特徴とする免震装置。
【請求項４】 請求項１の免震装置において、差動すべり部が複数点状からなることをことを特徴とする免震装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、地震等の振動（震動）を減衰する免震装置に係る技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】 従来から免震装置としては、特公平６ー７４６０９号公報や特開平１０ー９４４４４号公報に示すように、固定側と被免震側との間にレール，ローラからなる転動構造を備えてなるものが知られている。
【０００３】この従来の免震装置は、固定側に掛かった振動を転動構造の転動移動により減衰して被免震側に伝達しないようになっている。この従来の免震装置では、転動構造の特性から減衰起動が円滑であるとともに、レールの方向規制から減衰方向性が正確であるという利点がある。
【０００４】また、図８に示すように、長手方向へわたって平面状を呈するレール２と、このレール２の対面中心に平面状に転動するローラ５とを備え、ローラ５の軸受孔５１に車軸６の軸部６１を嵌合させることによって、軸受孔５１と軸部６１との間に摩擦を発生させて振動を減衰する構造も採用可能である。さらに、図示しなが、振動を減衰するダンパを装備させることが実施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 従来公報の免震装置では、転動構造の特性から振動を減衰するための転動移動が慣性で継続してしまうために、各種機器類等への装備の際にダンパ等を付設しなければならず、装備構造が複雑になるという問題点がある。
【０００６】また、図８に示すような振動の減衰構造では、軸受孔５１と軸部６１とで摩擦を発生させるための高度な加工組立精度が要求されるうえ、軸受孔５１と軸部６１の摩擦発生部が繰り返し使用に伴って磨耗し、徐々に振動減衰率を低下させる可能性が予測される。さらに、叙述のようにダンパを付設することは、装備構造の複雑化を招くことに他ならない。
【０００７】ところで、レールとローラとの接触面に傾斜角度を設けた構造は家具・建具あるいは精密機器類の移動機構等の分野で知られているが、これは調芯や脱輪防止の目的で用いられており、滑らかな転動が果たされるものである。特に、レールとローラとの間では接触面の傾斜角度に摩擦が少なくなるように働くので、傾斜する接触面間においては滑らかな転動に必要なクリアランスが存在しており、むしろ摩擦係数を低く落としているものである。この種のレールとローラとの間には、転動に際して積極的に摩擦を取り込みすることによって振動を減衰させるという技術思想が示されていない。
【０００８】本発明は、このような諸問題を考慮してなされたもので、装備構造を複雑化することがなく、レールに対するローラの転動のみで振動を減衰させる転動構造からなる免震装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決するため、本発明に係る免震装置は、次のような手段を採用する。
【００１０】即ち、請求項１では、固定側と被免震側との間にレール，ローラからなる転動構造を備えてなる免震装置において、レール，ローラの間の対面中心にレール，ローラが当接しない非当接部を設け、レール，ローラの間で差動すべりを発生する差動すべり部を被免震側の荷重方向に対し傾斜させて非当接部の両側に対称的に配置したことを特徴とする。
【００１１】この手段では、非当接部の介在によって対称的な傾斜を案内として差動すべり部に被免震側の荷重が集中されるので、傾斜相互での楔的作用が発揮されて面接触度合いが強められる。振動の発生により、差動すべり部に差動すべりが発生することとなるが、ころがり移動距離の差異によって摩擦係数が高められる。その際には強い面接触によって摩擦係数が一層高められる。従って、転動構造自体によって実質的にダンパの機能を奏させ、別個にダンパを付設することを不要にする。
【００１２】また、請求項２では、請求項１の免震装置において、差動すべり部は平面状からなることを特徴とする。
【００１３】この手段では、被免震側の荷重が非当接部に向けて差動すべり部の傾斜に応じて平面楔状に集中される。
【００１４】また、請求項３では、請求項１の免震装置において、差動すべり部が曲面状からなることをことを特徴とする。
【００１５】この手段では、被免震側の荷重が非当接部に向けて差動すべり部の傾斜に応じて曲面楔状に集中される。
【００１６】さらに、請求項４では、請求項１の免震装置において、差動すべり部が複数点状からなることをことを特徴とする。
【００１７】この手段では、被免震側の荷重が非当接部にむけて差動すべり部の複数点に集中される。
【００１８】
【発明の実施の形態】 以下、本発明に係る免震装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１，図２は、本発明に係る免震装置の実施の形態（１）を示すものである。
【００１９】この実施の形態では、上下に配置された固定側Ａと被免震側Ｂとにそれぞれレール１，２が固定され、上下のレール１，２の間にローラ３が挟込まれるように転動構造が構成されている。
【００２０】固定側Ａは、例えば破損しやすい展示品を収納する展示ケースのケース枠のように、床面，卓上等に強固に設置されて地震等の振動がそのまま伝達されてしまうものからなる。勿論、免震が必要な軽量建造物やその他の据付機械装置類の基礎部分も含まれる。
【００２１】被免震側Ｂは、例えば破損しやすい展示品を収納する展示ケースの展示品載承台のように、床面，卓上等に直接的に接触しないようにケース枠等に組付けられて振動がそのまま伝達されては困るものからなる。叙述の軽量建造物や据付機械装置類の他に、コンピュータ等の電子機器類も対象となる。
【００２２】レール１，２は、長尺板形に形成され、ローラ３に対面する突出面１１，２１の両縁を角取りして直線状の傾斜面１２，１３，２２，２３が設けられている。この傾斜面１２，１３，２２，２３は、被免震側Ｂの荷重Ｆ方向に対して、角度θ分傾斜している。
【００２３】ローラ３は、軸部３１の両端部にフランジ３２，３３が形成され、軸部３１の周面３１からフランジ３２，３３の間にレール１，２の傾斜面１２，１３，２２，２３と略々同一角度の傾斜面３４，３５が平面状に設けられている。
【００２４】これ等のレール１，２，ローラ３が組合わされた状態では、レール１，２の突出面１１，２１とローラ３の軸部３１の周面とが一定のスペースＳを介して当接しない非当接部ａを構成し、レール１，２の傾斜面１２，１３，２２，２３の全部とローラ３の傾斜面３４，３５の一部とが当接して差動すべり部ｂを構成している。即ち、レール１，２，ローラ３の間の対面中心に非当接部ａが配置され、非当接部ａの両側に差動すべり部ｂが対称的に配置されていることになる。
【００２５】差動すべり部ｂは、傾斜面３４，３５において、回転数×回転直径×円周率で表される移動距離が相違することから構成される。実際には傾斜面３４，３５の傾斜方向にわたって移動距離が無数の存在するが、例えば傾斜面３４，３５の軸部側とフランジ端側とでは、移動距離の差異が生じて差動すべり現象が発生するので、これによって摩擦が発生することとなる。
【００２６】この実施の形態によると、地震等の振動に対しては、図２に示すように、レール１，ローラ３，被免震側Ｂが転動移動して減衰機能を発揮することになる。このとき、前述の従来公報例と同様の転動構造を採用していることにより、減衰起動が円滑で減衰方向性が正確であるという利点が確保される。
【００２７】また、被免震側Ｂの荷重Ｆがレール１，２，ローラ３の差動すべり部ｂに集中して楔作用が働くと同時に、傾斜面１２，１３，２２，２３の移動距離の相違によって、レール１，２，ローラ３の摩擦係数が高くなる。この結果、レール１，２，ローラ３の間にダンパが組込まれたような構造になるため、振動減衰のための転動移動が慣性で長距離継続されることがなくなる。なお、摩擦係数については、非当接部ａ，差動すべり部ｂの長さａ’，ｂ’の調整（即ち、角度θの調整。）によって変更が可能である。
【００２８】従って、本発明に係る免震装置を各種機器類等へ装備する際には、別個にダンパ等を付設する必要がなくなり、装備構造が複雑化且つ高価格化するのを避けることができる。
【００２９】さらに、この実施の形態では、非当接部ａにスペースＳが設けられているため、レール１，２にある程度ゴミ等が堆積，付着していても、ローラ３の回転（転動）に支障がなくなる。これに加えて、経年繰返し使用があったとしても、楔作用の発揮によって摩擦係数を低下させることがない。従って、減衰起動の円滑性がより向上することになる。
【００３０】図３は、本発明に係る免震装置の実施の形態（２）を示すものである。
【００３１】この実施の形態では、前述の実施の形態（１）のレール１，２を長さ方向の両端側から中心に向けて凹状となるように傾斜させてある。
【００３２】この実施の形態によると、ローラ３がレール１，２の凹状の中心１４，２４に向けて転動するように常時付勢されるため、振動減衰のための転動移動が自動的に復帰されることになる。
【００３３】図４は、本発明に係る免震装置の実施の形態（３）を示すものである。
【００３４】この実施の形態では、前述の実施の形態（１）の被免震側Ｂに固定されているレール１を省略し、ローラ３を軸４で被免震側Ｂに回転可能に支持してある。
【００３５】この実施の形態によると、ローラ３の被免震側Ｂでのレール１へ挟込みがないため、減衰起動の円滑性がより向上する。
【００３６】図５は、本発明に係る免震装置の実施の形態（４）を示すものである。
【００３７】この実施の形態では、前述の実施の形態（１）のレール１，２の傾斜面１２，１３，２２，２３とローラ３の傾斜面３４，３５とが曲面状に形成されており、レール１，２の傾斜面１２，１３，２２，２３にはローラ３の軸部部分に位置して突出部１１，２１が平面状に形成されて非当接部ａが形成されている。
【００３８】この実施の形態によると、差動すべり部ｂに集中する被免震側Ｂの荷重Ｆの応力を曲線状で分散することができるため、差動すべり部ｂ付近のレール１，２，ローラ３の耐荷重強度を高めることができる。
【００３９】図６は、本発明に係る免震装置の実施の形態（５）を示すものである。
【００４０】この実施の形態では、前述の実施の形態（１）のレール１０，２０を溝形としローラ３をレール１０，２０の溝形に嵌入する無フランジ形としてある。なお、傾斜面１０２，１０３，２０２，２０３については、傾斜する両端の２点のみ突出させ、この突出箇所をレール１０，２０の傾斜面３０４，３０５に当接させる構造としており、その他については前述の実施の形態（１）とほぼ同様の構成になっている。
【００４１】この実施の形態によると、突出箇所１０２，１０３，２０２，２０３の各２点で差動すべりが得られ、各２点での大きな摩擦が得られる他は、前述の実施の形態（１）と同様の作用，効果が奏される。
【００４２】図７は、本発明に係る免震装置の実施の形態（６）を示すものである。
【００４３】この実施の形態では、前述の実施の形態（４）について、レールとローラの凹凸を置換して曲面状に当接させた以外は前述の実施の形態（５）の構成を採用している。
【００４４】この実施の形態によると、前述の実施の形態（４）と同様の作用，効果が奏される。
【００４５】以上、図示した実施の形態の外に、前述の実施の形態（４）〜（６）について、前述の実施の形態（２），（３）の構成を採用することも可能である。
【００４６】
【実施例】（実施例１）図１に示すような、ローラ３とレール１，２の転動構造を採用して実施した。ローラ３としては、フランジ３２，３３の外径φ５０ｍｍ、軸部周面φ３２ｍｍ、傾斜面３４，３５の傾斜角３０°、同様にレール１，２の傾斜角３０°とし、転動による摩擦係数を計測したところ、摩擦係数は０．０１２〜０．０１６であった。平面状のレールとローラとの転動による摩擦係数に対して、転動による摩擦係数が約３〜４倍と高いものであった。
【００４７】（実施例２） また、実施例１のローラ３とレール１，２の転動構造を前提として、レール１，２を図３に示すように中央が凹んで左右が高くなるレール勾配として摩擦係数を計測したところ、実施例１と同様の摩擦係数が得られたうえに、傾斜に応じた復元性が得られた。
【００４８】
【発明の効果】 以上のように、本発明に係る免震装置は、レールとローラとの対面中心に非当接部を設けるとともにこの両側に差動すべりを発生させることによって、レールとローラとの転動構造のみで地震等の振動に対する減衰力を発生させることができた。
【００４９】とくに、転動構造の基本構造が変更されず、転動構造に設けられた当接部に被免震側の荷重が集中されて摩擦係数を高めることができ、転動に際しても常時摩擦係数を高めることで転動構造自体によって実質的にダンパの機能を奏させ、別個にダンパを付設することを不要にするため、装備構造を複雑化することのない免震装置を提供することができる効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０３９４９４
【氏名又は名称】株式会社エーエス
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月９日（１９９８．１２．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１２７１
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 芳春
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７０８３３（Ｐ２０００−１７０８３３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３５０４３６ |
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