(57)【要約】【課題】小さな外力に対してはしっかりとしたロック状態を保つことができる一方で、大きな外力に対してはロック状態をパッシブに解除することができるロック機構等を提供する。【解決手段】第１，第２のロックギア６，７が噛み合い状態にされると共に、バネ１０で両ロックギア６，７が押し合わされて、せん断方向への相対変位を阻止されたロック状態が形成され、一定以上の大きさのせん断方向の外力が作用したとき、ロックギア６，７間に滑りを生じ、バネ１０の付勢力に抗してロックギア６，７同士が離反方向に変位し、噛み合いを解除されてロック解除状態が形成されるようになされ、ロック解除保持機構１６が備えられている。その他、離反機構１４，１５、遅延復帰機構１６が備えられているとよい。【選択図】      図１
2010133533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対変位をする取付け側の一方に取り付けられる、ロック用の凹凸を備えたロック部材と、もう一方に取り付けられる、同じくロック用の凹凸を備えたロック部材とが備えられ、
これら両ロック部材の凹凸が噛み合い状態にされると共に、付勢手段により両ロック部材が押し合わされて、前記両取付け側のせん断方向への相対変位を阻止したロック状態が形成されるようになされていると共に、
前記取付け側に、一定以上の大きさのせん断方向の外力が作用したとき、その外力によってロック用凹凸間にせん断方向の滑りを生じることで、付勢手段の付勢力に抗してロック部材同士が離反方向に変位をし、ロック用凹凸の噛み合いが解除されて、両取付け側がせん断方向に相対変位をするロック解除状態が形成されるようになされており、かつ、
離反したロック部材を離反状態に保ち、ロック解除状態を保持するロック解除保持機構が備えられていることを特徴とするロック機構。
【請求項２】
前記ロック用凹凸のせん断方向の滑りによるロック部材同士の離反変位量よりも大きな変位量の離反をロック解除時にロック部材に行わせる離反機構が備えられ、前記ロック解除保持機構が、該離反機構により離反したロック部材をその離反状態に保持するようになされている請求項１に記載のロック機構。
【請求項３】
前記ロック解除保持機構によってロック解除保持状態になったロック部材のロック用凹凸同士を遅延して噛み合い状態に復帰させる遅延復帰機構が備えられ、ロック解除後、該遅延復帰機構により、遅延してロック状態に復帰するようになされている請求項１又は２に記載のロック機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載のロック機構における一方のロック部材が一方の取付け側に取り付けられ、もう一方のロック部材がもう一方の取付け側に取り付けられると共に、前記取付け側同士が制震部材を介して連結され、
前記取付け側同士が、前記ロック機構によるロック状態において耐震構造を形成し、前記ロック機構によるロックが解除されると制震構造を形成するようになされていることを特徴とする耐震制震構造。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一に記載のロック機構における一方のロック部材が一方の取付け側としての下部構造部の側に取り付けられ、もう一方のロック部材がもう一方の取付け側としての上部構造部の側に取り付けられると共に、上部構造部が下部構造部に免震支承され、
前記ロック機構によるロック状態において耐震状態が形成され、前記ロック機構によるロックが解除されると免震可能状態が形成されるようになされていることを特徴とする耐震免震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロック機構並びに該ロック機構を用いた耐震制震構造及び耐震免震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、粘弾性体を制震部材として用いた制震デバイスや制震パネルは、従来より提供されている。
【特許文献１】特開２００８−８３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の制震デバイスや制震パネルでは、大きな地震等による大きな外力に対しては有効的な制震作用を発揮することができるが、小さな地震や風圧等による小さな外力に対しては耐震性能が必ずしも充分には確保されないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような技術背景のもとで、そのような問題をも解決することができて、小さな外力に対してはしっかりとしたロック状態を保つことができる一方で、大きな外力に対してはロック状態をパッシブに解除することができるロック機構等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、相対変位をする取付け側の一方に取り付けられる、ロック用の凹凸を備えたロック部材と、もう一方に取り付けられる、同じくロック用の凹凸を備えたロック部材とが備えられ、
これら両ロック部材の凹凸が噛み合い状態にされると共に、付勢手段により両ロック部材が押し合わされて、前記両取付け側のせん断方向への相対変位を阻止したロック状態が形成されるようになされていると共に、
前記取付け側に、一定以上の大きさのせん断方向の外力が作用したとき、その外力によってロック用凹凸間にせん断方向の滑りを生じることで、付勢手段の付勢力に抗してロック部材同士が離反方向に変位をし、ロック用凹凸の噛み合いが解除されて、両取付け側がせん断方向に相対変位をするロック解除状態が形成されるようになされており、かつ、
離反したロック部材を離反状態に保ち、ロック解除状態を保持するロック解除保持機構が備えられていることを特徴とするロック機構によって解決される（第１発明）。
【０００６】
このロック機構では、ロック状態では、両ロック部材の凹凸が噛み合い状態にされると共に、付勢手段により両ロック部材が押し合わされているので、小さな外力に対しては、両取付け側のせん断方向への相対変位がしっかりと阻止され、しっかりとしたロック状態を保つことができる。
【０００７】
その一方で、一定以上の大きな外力に対しては、その外力によってロック用凹凸間にせん断方向の滑りを生じることで、付勢手段の付勢力に抗してロック部材同士が離反方向に変位をし、ロック用凹凸の噛み合いが解除されるようになされているので、ロック状態をパッシブに解除することができる。
【０００８】
しかも、ロック解除保持機構が備えられているので、離反したロック部材は離反状態を保ち、ロック解除状態を保持することができて、上記のような大きな外力に対する両取付け側のせん断方向における相対変位動作を時間的に充分に行わせることができる。
【０００９】
第１発明において、前記ロック用凹凸のせん断方向の滑りによるロック部材同士の離反変位量よりも大きな変位量の離反をロック解除時にロック部材に行わせる離反機構が備えられ、前記ロック解除保持機構が、該離反機構により離反したロック部材をその離反状態に保持するようになされているとよい（第２発明）。
【００１０】
この場合は、ロック解除状態におけるロック用凹凸同士の接触を確実に防ぐことができて、安定したロック解除状態を保つことができる。
【００１１】
第１，第２発明において、前記ロック解除保持機構によってロック解除保持状態になったロック部材のロック用凹凸同士を遅延して噛み合い状態に復帰させる遅延復帰機構が備えられ、ロック解除後、該遅延復帰機構により、遅延してロック状態に復帰するようになされているとよい（第３発明）。
【００１２】
この場合は、遅延復帰機構により、ロック解除状態を遅延してロック状態に復帰させることができるようになされているので、上記のような大きな外力に対する両取付け側のせん断方向における相対変位動作をロック解除保持機構により時間的に充分に行わせた後は、復帰してロック状態に戻り、その後は、小さな外力に対して両取付け側にせん断方向への相対変位を生じるのを阻止することができる。
【００１３】
また、本発明は、第１〜第３のいずれか一のロック機構における一方のロック部材が一方の取付け側に取り付けられ、もう一方のロック部材がもう一方の取付け側に取り付けられると共に、前記取付け側同士が制震部材を介して連結され、
前記取付け側同士が、前記ロック機構によるロック状態において耐震構造を形成し、前記ロック機構によるロックが解除されると制震構造を形成するようになされていることを特徴とする耐震制震構造を含む（第４発明）。
【００１４】
この耐震制震構造では、小さな地震や風圧による小さな外力に対しては、しっかりとしたロック状態を保って耐震作用を行い、大きな地震等による大きな外力に対しては、ロック解除状態となって制震部材が制震作用を行い、該ロック解除状態では、ロック解除保持機構が働いて、制震部材による制震作用を時間的に充分に行わせることができて有効的な制震動作を実現することができる。
【００１５】
また、離反機構が備えられている場合は、ロック解除状態におけるロック用凹凸同士の接触を確実に防ぐことができて、安定したロック解除状態を保つことができ、制震部材による制震作用を安定したものにすることができる。
【００１６】
また、遅延復帰機構が備えられている場合は、時間的に充分な制震動作が行われた後は、ロック状態に戻り、その後は、小さな外力に対して、しっかりとした耐震状態を保つことができる。
【００１７】
更に、本発明は、第１〜第３のいずれか一のロック機構における一方のロック部材が一方の取付け側としての下部構造部の側に取り付けられ、もう一方のロック部材がもう一方の取付け側としての上部構造部の側に取り付けられると共に、上部構造部が下部構造部に免震支承され、
前記ロック機構によるロック状態において耐震状態が形成され、前記ロック機構によるロックが解除されると免震可能状態が形成されるようになされていることを特徴とする耐震免震構造を含む（第５発明）。
【００１８】
この耐震免震構造では、小さな地震や風圧による小さな外力に対しては、しっかりとしたロック状態を保って耐震作用を行い、大きな地震等による大きな外力に対しては、ロック解除状態となって免震作用を行い、該ロック解除状態では、ロック解除保持機構が働いて、免震作用を時間的に充分に行わせることができて有効的な免震動作を実現することができる。
【００１９】
また、離反機構が備えられている場合は、ロック解除状態におけるロック用凹凸同士の接触を確実に防ぐことができて、安定したロック解除状態を保つことができ、免震動作を安定したものにすることができる。
【００２０】
また、遅延復帰機構が備えられている場合は、時間的に充分な免震動作が行われた後は、ロック状態に戻り、その後は、小さな外力に対して、しっかりとした耐震状態を保つことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以上のとおりのものであるから、小さな外力に対してはしっかりとしたロック状態を保つことができる一方で、大きな外力に対してはロック状態をパッシブに解除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１及び図２に示す実施形態は、ロック機構及び耐震制震構造を制震デバイス１に適用した場合のものである。該デバイス１は、図２（イ）に示すように、一体化された下側の２枚のプレート２，２間に、上側の１枚のプレート３が配置され、これらプレート２，３，２間の上下に粘弾性体４…が接着状態に介設されているもので、下側プレート２，２と上側プレート３とが、図２（ロ）に示す向きにおいて左右方向に相対変位をすると、各粘弾性体４…がせん断変形をしエネルギーを吸収することで制震作用を行うようになされている。
【００２４】
上記のデバイス１において、ロック機構５は、上側プレート３を一方の取付け側、下側プレート２，２をもう一方の取付け側として、上下の粘弾性体４，４間のスペースを利用して備えられている。即ち、上側プレート３の各面部には、ロック部材としてのリニアな第１ギア６が左右方向に延ばされて一体的に取り付けられており、該第１ロックギア６には、ロック用凹凸を形成するためのｓｉｎ曲線状をしたギア歯６ａ…が、下側プレート２の内面側を向いて、第１ロックギア６の延ばされている方向に列設されている。
【００２５】
また、下側プレート２の内面部には、ロック部材としてのリニアな第２ギア７が、第１ロックギア６と対向するように、左右方向に延ばされて備えられ、該第２ロックギア７には、第１ロックギア６のギア歯６ａ…と噛み合い可能な、ロック用凹凸を形成するためのｓｉｎ曲線状をしたギア歯７ａ…が、第２ロックギア７の延ばされている方向に列設されている。
【００２６】
そして、第２ロックギア７には、その背面部の左右の位置にスライドピン８，８が突設され、これらスライドピン８，８が下側プレート２を貫通し、該貫通部をガイドとして、第２ロックギア７が、第１ロックギア６に対して接近、離反の動作を行うことができるようになされている。
【００２７】
第２ロックギア７の接近、離反の動作をスムーズなものにするため、スライドピン８の貫通部にはガイド筒９を設け、ガイド筒９の内部をスライドピン８がスライドするようにしておくとよい。その場合に、ガイド筒９とスライドピン８との摺擦部分には、グリース等の潤滑剤を付与しておくとなおよい。
【００２８】
更に、第２ロックギア７と下側プレート２の内面部との間において、スライドピン８の外周部には、付勢手段としての圧縮コイルバネ１０が設けられている。
【００２９】
これにより、該バネ１０の復元力で、第２ロックギア７が第１ロックギア６の側に付勢され、両ロックギア６，７が噛み合い状態となって押し合わされ、上側プレート３と下側プレート２，２とが、せん断方向である左右方向において、相対変位を阻止されたロック状態が形成される一方、上側プレート３と下側プレート２，２とに一定以上の大きさのせん断方向の外力が作用したとき、その外力によって第１ロックギア６のギア歯６ａ…と第２ロックギア７のギア歯７ａ…とにせん断方向の滑りを生じ、バネ１０の付勢力に抗してロックギア６，７同士が離反方向に変位をし、ギア歯６ａ，７ａの噛み合いが解除され、上側プレート３と下側のプレート２，２とが左右方向に相対変位をするロック解除状態が形成されるようになされている。
【００３０】
なお、本実施形態では、図１（ハ）に示すように、ロック機構を構成する部材の一部がユニット化されており、ベース板１１に、第２ロックギア７、スライドピン８、バネ１０等が組み付けられたユニット１２が、図２（イ）に示すように、下側プレート２において、上下の粘弾性体４，４間の領域に明けられた開口部１３を通じて、第２ロックギア７を第１ロックギア６に噛み合わせ状態にし、ベース板１１を下側プレート２の外面部に取り付けることで、上記のロック機構がデバイス１に組み込まれるようになされている。
【００３１】
そして、本実施形態では、ギア歯６ａ，７ａのせん断方向における滑りによる第２ロックギア７の離反変位量よりも大きな変位量の離反をロック解除時に第２ロックギア７に行わせるための離反機構が備えられている。
【００３２】
該離反機構は、図１（イ）及び図２（イ）に示すように、ロック防止ガイド１４と遊転ローラー１５とによって構成されている。ロック防止ガイド１４は、上側プレート３に対し、第１ロックギア６の上側に隣り合って固着状態に取り付けられており、平面視で見て中央部が窪まされた凹円弧状のガイド面１４ａを下側プレート２の側に向けるようにして備えている。また、遊転ローラー１５は、第２ロックギア７の上部にロック防止ガイド１４のガイド面１４ａと向き合うように一体的に取り付けられ、第１，第２のロックギア６，７が噛み合ったロック状態において、ロック防止ガイド１４の凹円弧状のガイド面１４ａにおける窪まされた中央部に位置するようになされている。
【００３３】
これにより、上側プレート３と下側プレート２，２とに一定以上の大きさのせん断方向の外力が作用し、その外力によって、ギア歯６ａ，７ａが滑り、第１，第２のロックギア６，７が離反動作を開始すると、図４（イ）（ロ）に示すように、遊転ローラー１５とロック防止ガイド１４とが左右方向に相対変位をし、遊転ローラー１５がロック防止ガイド１４のガイド面１４ａの中央位置から側方に移動し、遊転ローラー１５が下側プレート２の側に押し動かされ、それに連動して第２ロックギア７が、その方向にバネ１０の付勢力に抗して押し動かされ、図４（ハ）に示すように、第１ロックギア６から大きく離反するようになされている。
【００３４】
また、上記のロック機構５には、離反機構によりこうして第１ロックギア６から離反した第２ロックギア７を、その離反状態に保持するロック解除保持機構と、ロック解除保持機構によってロック解除保持状態となった第２ロックギア７を遅延して第１ロックギア６に対して噛み合い状態に復帰させる遅延復帰機構とが備えられている。
【００３５】
これらのロック解除保持機構と遅延復帰機構は、オイル等の液を作動流体とした液式の戻り防止ワンウェイダンパー１６を用いて構成されており、上側プレート３と下側プレート２との間において、左右のスライドピン８，８間の中央部に位置して備えられている。
【００３６】
該ダンパー１６は、図１（ロ）及び図３（イ）に示すように、シリンダー１７とピストン１８とを備え、シリンダー１７が下側プレート２の側、即ちベース板１１の内面部に連結されていると共に、ピストンロッド１９が第２ロックギア７の側に連結されている。そして、ピストン１８には、ピストン１８を挟む両側の室を連通する開口部２０と小孔２１とが設けられ、開口部２０にはそれを開閉する蓋２２が備えられ、シリンダー１７内には作動流体としてのオイル２３が封入されている。
【００３７】
これにより、該ダンパー１６は、第２ロックギア７が第１ロックギア６から離反すると、図３（ロ）に示すように、圧縮力を受けて、蓋２２が開き、内部のオイル２３が開口部２０を通じて移動することで、短縮動作を行い、この短縮状態において、第２ロックギア７にはバネ１０の付勢力によって第１ロックギア６の側への復帰力が作用し、その力が、図３（ハ）に示すように、ダンパー１６に引っ張り力として作用するが、その引張り力によって蓋２２が閉じて内部のオイル２３は小孔２１を通じてしか移動することができず、それにより、伸長動作を阻止されてロック解除状態が保持され、図５（イ）〜（ハ）に示すように、時間的に充分な制震動作が行われ、制震動作を完了した後は、小孔２１を通じたオイル２３の移動によって、遅延して伸長し、例えば図４（イ）に示すようなロック状態に復帰するようになされている。遅延は、上記のような制震デバイス１をはじめとする各種耐震制震構造、耐震免震構造等において、例えば２０〜３０分となるようにすればよい。
【００３８】
上記のロック機構５によれば、ロック状態では、第１，第２のロックギア６，７のギア歯６ａ，７ａが噛み合い状態にされると共に、バネ１０により両ロックギア６，７が押し合わされているので、小さな外力に対しては、上下のプレート２，２，３のせん断方向への相対変位がしっかりと阻止され、しっかりとしたロック状態を保つことができ、耐震制震デバイス１は、小さな地震や風圧等の小さな外力に対して、しっかりとした耐震性能を発揮することができる。
【００３９】
その一方で、一定以上の大きな外力に対しては、その外力によってギア歯６ａ，７ａ間にせん断方向の滑りを生じると共に、離反機構１４，１５が働いて、バネ１０の付勢力に抗して第１，第２のロックギア６，７同士が離反方向に変位をし、第１，第２のロックギア６，７の噛み合いが解除されるので、ロック状態がパッシブに解除され、耐震制震デバイス１は、大きな地震等の大きな外力に対して、粘弾性体４…がせん断変形をすることができて制震性能を発揮することができる。
【００４０】
しかも、ダンパー１６によるロック解除保持機構が備えられているので、離反した第１，第２のロックギア６，７は離反状態を保ち、ロック解除状態を保持することができて、上記のような大きな外力に対する上下のプレート２，２，３のせん断方向における相対変位動作を、離反機構との組み合わせで、時間的に充分に、かつ、安定良く行わせることができ、耐震制震デバイス１は、粘弾性体４…が制震作用を時間的に充分に行うことがてきて有効的な制震動作を行うことができる。
【００４１】
加えて、ダンパー１６による遅延復帰機構が備えられているので、上記のような大きな外力に対する上下のプレート２，２，３のせん断方向における相対変位動作を同じダンパー１６によるロック解除保持機構により時間的に充分に行わせた後は、復帰してロック状態に戻り、その後は、小さな外力に対して上下のプレート２，２，３にせん断方向への相対変位を生じるのを阻止することができ、耐震制震デバイス１は、時間的に充分な制震動作を行った後は、ロック状態に戻り、その後は、小さな外力に対して、しっかりとした耐震状態を保つことができる。
【００４２】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、ロックギア６，７のギア歯６ａ，７ａの形態に制限はなく、図６（イ）〜（ハ）に示すように、台形状のギア歯を採用したり、ギア歯のピッチが大きい、あるいは、小さいロックギア６，７を採用したりすることも可能であり、求められるロック力の大きさや性質等に応じて種々の形態が採用されてよい。また、ギア歯に限らず、各種形態の凹凸が採用されてよい。また、上記の実施形態では、中央の上側プレート３を挟む両方の側にロック機構５，５を組み込んだ耐震制震デバイス１を示したが、図６（ニ）に示すように、中央の上側プレート３を挟む一方の側にのみロック機構５を組み込み、もう一方の側からは粘弾性体もロック機構もなくしてベアリングを介設した耐震制震デバイス１に構成してもよく、粘弾性体４との配置関係についても種々の関係で配置されてよい。
【００４３】
また、上記の実施形態では、ロック解除保持機構と遅延復帰機構とをダンパー１６で構成し、離反機構をロック防止ガイド１４と遊転ローラー１５とで構成した場合を示したが、これら機構をその他の手段で構成するようにしてもよい。また、上記の実施形態では、制震部材として粘弾性体を用いた場合を示したが、その他の制震部材が採用されてよい。
【００４４】
更に、本発明のロック機構は、上記のような制震デバイス１に限らず、その他の各種制震構造に適用して耐震制震構造を構成することができるものであると共に、制震構造に限らず、第５発明のように、免震構造に適用して耐震免震構造を構成することもできるし、その他の機器、構造におけるロック機構として広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態のロック機構及び耐震制震デバイスを示すもので、図（イ）は図２（イ）のＩ−Ｉ線矢視断面図、図（ロ）は図２（イ）のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図（ハ）はユニットの側面図である。
【図２】図（イ）は同断面側面図、図（ロ）は同正面図である。
【図３】図（イ）はロック解除保持機構と遅延復帰機構の構造を示す断面平面図、図（ロ）及び（ハ）はそれぞれ、それら機構の動作を示す断面平面図である。
【図４】図（イ）は離反機構を示す断面平面図、図（ロ）及び図（ハ）はその動作を示す断面平面図である。
【図５】図（イ）〜図（ハ）はロック解除保持機構によるロック解除保持状態を示す断面平面図である。
【図６】図（イ）〜図（ハ）はロックギアの各種形態を示す平面図、図（ニ）は耐震制震デバイスの他の形態を示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…デバイス（耐震制震構造）
２…下側プレート（一方の取付け側）
３…上側プレート（もう一方の取付け側）
４…粘弾性体（制震部材）
５…ロック機構
６…第１ロックギア（ロック部材）
６ａ…ギア歯（ロック用凹凸）
７…第２ロックギア（ロック部材）
７ａ…ギア歯（ロック用凹凸）
１０…バネ（付勢手段）
１４…ロック防止ガイド（離反機構）
１５…遊転ローラー（離反機構）
１６…ダンパー（ロック解除保持機構、遅延復帰機構）
【図１】
2010133533.tif 000003
【図２】
2010133533.tif 000004
【図３】
2010133533.tif 000005
【図４】
2010133533.tif 000006
【図５】
2010133533.tif 000007
【図６】
2010133533.tif 000008