(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で重なるように配置した平面視矩形の上下ベースと、
上下ベースが平面視で任意の方向に相対動し得るように上下ベースの間に転動自在に介在させた４個のボールと、
上下ベースがボール群を介して水平方向に相対動するに際して前記４個のボールが一体に動くように保持するリテーナと、
上下ベースとリテーナとの三者が平面視での姿勢を変えることなく水平方向に相対動するようにガイドするガイド手段とを備えており、
上下ベースが相対動しても原位置に復帰するように各ボールの転動面を凹曲面又は円錐面に形成している免震台であって、
前記上下ベースには、それぞれ１個のボールが介在する平面視矩形の支持板の対を、それら各支持板の１つのコーナー部がベースのコーナー部寄りに位置するように平面視で縦方向と横方向とに対称状に配置し、かつ、平面視で縦方向に隣合った支持板の間と横方向に隣合った支持板との間にはそれぞれ間隔が空いている一方、
前記ガイド手段は、ベースとリテーナとの両方に対して水平方向に相対動する４個のランナーを備えており、これら４個のランナーは、平面視で縦方向に隣合った支持板の間の２カ所の部位と横方向に隣合った支持板の間の２カ所の部位とにそれぞれ１個ずつ配置されており、
隣合った支持板の間に配置した固定ガイド体にそれぞれランナーを走行自在に設けるか、又は、隣合った支持板で形成されたガイド溝にランナーを走行自在に嵌め入れており、
更に、前記各ランナーを、前記リテーナに、当該リテーナに対するランナーの相対動方向がベースに対するランナーの相対動方向と平面視で直交するように取付けている、
免震台。
【請求項２】
更に、前記ランナーをベース又はリテーナ若しくは両方に対して相対動し難くする抵抗手段を設けている、
請求項１に記載した免震台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールを使用した免震台に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
免震台（免震装置）には様々の種類があり、その一つとして、上下ベースの間にボールを転動自在に介在させることにより、上下ベースを水平方向に相対動させるようにしてものタイプのものがある。このタイプの免震台は、上下ベースを平面視で任意の方向に相対動させることができるため、どのような方向の揺れも免震できる利点がある。また、上下ベースがボールに対して相対動するため、例えば上ベースにコロを取付けただけの免震台に比べて、上下ベースを大型化することなく相対動ストロークを大きくすることができ、その結果、免震機能を向上できる利点がある。
【０００３】
ボールを利用した免震台は、例えば図１６に示すように、４対程度の上下ベース部Ａを適当な間隔で配置することにより、被免震物を安定した状態に支持することになる。一般には、下ベース部Ｂの上面と上ベース部Ａの下面は、その中央部に行くに従って深さが深くなる凹面になっており、これにより、上下ベース部Ａ，Ｂは原位置に復帰し勝手となる。
【０００４】
そして、先行技術としての特開平９−２９１７２０号公報には、各ボールＣが勝手な方向に動くことによる異常動作をなくし、地震終息後は各ボールＣを各ベース部Ａ，Ｂの中央部に復帰させることを目的として、各ボールＣをそれぞれハウジングＤで囲い、各ハウジングＤを連結部材Ｅで一体に連結すること、換言すると、ハウジングＤと連結部材Ｅとから成るリテーナＦによって各ボールＣの配置関係を一定に保持することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地震の動きは複雑であり、場合によっては、下ベースＢに対してこれを水平旋回させるような力が作用することがある。しかるに前記先行技術では、各ボールＣの位置関係が一定に保持されているに過ぎないため、下ベースＢに水平旋回させるような外力が作用すると、図１６に一点鎖線で示すように、リテーナＦが下ベースＢに対して相対的に水平旋回してしまい、このため下ベースＢに対するリテーナＦの姿勢が変わってしまうことがある。
【０００６】
この場合、上ベースＡはボールＣを介してリテーナＦの移動距離の２倍だけ移動するため、上ベースＡ及び被免震物は、リテーナＦの旋回角度θの２倍の角度２θ回動してしまうことになる。
【０００７】
そして、現実の地震では、リテーナＦは下ベースＢに対して水平方向に往復動しながら相対的に往復旋回することになり、複雑な動きをするため、上ベースＡ及び被免震物はきわめて不安定な状態になり、このため、被免震物がきわめて転倒しやすくなる虞がある。特に、キャビネットや陳列ケースのように底面積に比べて高さが高いものの場合には、転倒の虞が倍加する。
【０００８】
本発明はこのような実情を改善することを目的として成されたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の免震台は、平面視で重なるように配置した平面視矩形の上下ベースと、上下ベースが平面視で任意の方向に相対動し得るように上下ベースの間に転動自在に介在させた４個のボールと、上下ベースがボール群を介して水平方向に相対動するに際して前記４個のボールが一体に動くように保持するリテーナと、上下ベースとリテーナとの三者が平面視での姿勢を変えることなく水平方向に相対動するようにガイドするガイド手段とを備えており、上下ベースが相対動しても原位置に復帰するように各ボールの転動面を凹曲面又は円錐面に形成している。
【００１０】
前記上下ベースには、それぞれ１個のボールが介在する平面視矩形の支持板の対を、それら各支持板の１つのコーナー部がベースのコーナー部寄りに位置するように平面視で縦方向と横方向とに対称状に配置し、かつ、平面視で縦方向に隣合った支持板の間と横方向に隣合った支持板との間にはそれぞれ間隔が空いている一方、前記ガイド手段は、ベースとリテーナとの両方に対して水平方向に相対動する４個のランナーを備えており、これら４個のランナーは、平面視で縦方向に隣合った支持板の間の２カ所の部位と横方向に隣合った支持板の間の２カ所の部位とにそれぞれ１個ずつ配置されている。
【００１１】
そして、隣合った支持板の間に配置した固定ガイド体にそれぞれランナーを走行自在に設けるか、又は、隣合った支持板で形成されたガイド溝にランナーを走行自在に嵌め入れており、更に、前記各ランナーを、前記リテーナに、当該リテーナに対するランナーの相対動方向がベースに対するランナーの相対動方向と平面視で直交するように取付けている。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、更に、前記ランナーをベース又はリテーナ若しくは両方に対して相対動し難くする抵抗手段を設けている。抵抗手段としては、粘性流体を使用したものや摩擦材を使用したものなどを使用でき、被免震物の重量等に応じて最適のものを選択すれば良い。
【００１３】
なお、抵抗手段はガイド手段とは別に受けても良い。
【００１４】
【作用・効果】
本発明によると、ボールを介して上下ベースを水平方向に相対動させる免震台でありながら、地震に際して上下ベースは直線運動するようにガイドされるから、換言すると、被免震物と下ベースとは単純に直線方向に沿って相対動するに過ぎないから、上ベース及び被免震物の安定性を向上させることができる。従って、ボールを利用したことによる利点を損なうことなく、免震機能を向上させることができる。
【００１５】
ところで、上下ベースがあまりに軽い力で相対動しすぎると、平常時（非地震時）に物を被免震物に立て掛けたり人が軽く押したりするだけで被免震物が動いてしまう問題や、地震の揺れで上下ベースが共振してしまう問題があり、好ましくない。この点、請求項２のように構成すると、上下ベースが軽い力で相対動することがガイド手段を利用して防止又は抑制されるため、平常時に軽い力で簡単に被免震物が動いてしまう問題や、共振によって被免震物が転倒してしまうような問題を、構造を過度に複雑化することなく防止又は改善できる。
【００１６】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
≪第１実施形態≫
図１〜図１１は第１実施形態を示している。本実施形態は、博物館や美術館、あいは商店等に設置する大型又は中型の陳列ケースの免震台に適用しており、陳列ケース１を載せた状態を図１に示している。
【００１８】
図２は免震台２の概略を示す分離斜視図であり、免震台２は、床面Ｆに設置された下ベース３と、陳列ケース１が取付く上ベース４と，両者３，４の間に配置されたリテーナ５と、リテーナ５の姿勢を保持するためのランナー６とを備えている。以下、その詳細を説明する。
【００１９】
図３は上ベース４の底面図、図４は図３のIV−IV視断面図、図５は図３の V-V視断面図であり、これらの図３〜図５及び図２に示すように、上ベース４は、断面下向きコ字状の鋼材で矩形に形成したメインフレーム４ａと、平面視十字状に延びるセンターフレーム４ｂとを備えており、メインフレーム４ａとセンターフレーム４ｂとで囲われた４か所に、それぞれ上スペーサ板７を介してステンレス製等の上支持板８を固着し、各上支持板８の箇所をそれぞれ上転動部９と成している。
【００２０】
上支持板８の下面はフラットに形成されている（下向き凹の曲面又は円錐面でもよい）。上ベース４のメインフレーム４ａには、陳列ケース１をねじで固定するための穴１０が空いている。
【００２１】
次に、図６〜図１０に基づいて下ベース３やリテーナ５等について説明する。図６は上ベース４を取り除いた状態での平面図、図７はリテーナ５へのボール１１の取付状態を示す断面図、図８のうち (A)はランナー６と下ベース３との関係を示す分離断面図、 (B)は (A)のB-B 平断面図、 (C)は (A)の C-C視平断面図、 (D)は (A)の D-D視断面図、図９は図６のIX−IX視部分断面図、図１０は要部拡大図である。
【００２２】
下ベース３も上ベース４と同様に上向き断面コ字状の鋼材からなるメインフレーム３ａと十字状のセンターフレーム３ｂとを備えており、各フレーム３ａ，３ｂは上向きに開口している。また、図６に示すように、メインフレーム３ａには、アンカー等で床に固定するための穴１２を開けている。
【００２３】
そして、メインフレーム３ａとセンターフレーム３ｂとで囲われた４か所の部位に、それぞれ下スペーサ板１３を介してステンレス製等の下支持板１４を固着し、これにより、上転動部９に対応した４か所の下転動部１５を形成している。例えば図９に示すように、下支持板１４の上面には、上下ベース３，４を原位置に復帰させる復帰手段の一例として上向き凹に緩く湾曲した曲面１４ａが形成されており、各上下支持板８，１４の間に鋼球等のボール１１を介在させている。
【００２４】
各ボール１１はリテーナ５で一体に保持されている。リテーナ５は、断面下向きコ字状の鋼材からなる平面視矩形の枠体５ａと、枠体５ａのコーナー箇所に固着したベアリング受け５ｂとを備えており、各ベアリング受け５ｂの下面に上下一対の玉受け１６，１７をねじ１８で固着し、上下玉受け１６，１７でボール１１を回転自在で抜け不能に保持している。
【００２５】
ボール１１は上下玉受け１６，１７から上下に露出するように設定しているが、この場合、例えば図７に示すように、上部玉受け１６に、上ベース４の上支持板８に密着し得る当接部１６ａを形成し、かつ、上下玉受け１６，１７の内面とボール１１との間に多少の隙間を設けることにより、ボール１１と玉受け１６，１７とが上下方向に相対動し得るように設定している。そして、少なくとも上玉受け１６は、ＰＯＭ樹脂のような摩擦抵抗の大きい合成樹脂からなっている。
【００２６】
なお、当接部１６ａを上部玉受け１６とは別体に構成して、当接部１６ａのみをＰＯＭ樹脂のような摩擦抵抗の大きい素材で製造しても良い。
【００２７】
例えば図８に明瞭に示すように、下ベース３におけるセンターフレーム３ｂのうち隣あった下支持板１４で挟まれた４か所の部位には、請求項に記載した抵抗手段の一環として、上向きに開口した樋部材１９を配置し、樋部材１９の底面に、請求項に記載したガイド手段の一環をなす上向き開口コ字状の固定ガイド体２０を固着している。樋部材１９の側面にはブラケット２１を溶接等によって固着しており、このブラケット２２を下スペーサ１３にねじ２２で固着している。
【００２８】
樋部材１９の内側面と固定ガイド体２０の外側面との間の隙間には、シリコーン樹脂のように粘度の高い流体（粘性流体）２３を適量入れている（固定ガイド体２０の内部にも粘性流体２３を充填することは可能である）。図６に示すように、樋部材１９の両端は端板２４で塞がれている。
【００２９】
次に、ランナー６の構造を説明する。ランナー６は、図８の各分図に示すように、リテーナ５における枠体５ａの内部に挿入された平面視角形のヘッド２５と、ヘッド２５の下面にねじで固着された平面視矩形のボデー２６と、ボデー２６に下方から上下摺動自在に嵌まった角筒２７と、角筒２７の上下中途高さ部位に固着した断面下向きコ字状の抵抗体２８とを備えている。
【００３０】
角筒２７の下端は底板２７ａで塞がれており、底板２７ａには、固定ガイド体２０との摺動をスムースにするため、合成樹脂製のスライダー２９を取り付けている。また、この角筒２７の内部に、ボデー２６を上向きに付勢するばね３０を配置している。
【００３１】
また、図１０に示すように、抵抗体２８の側板は、樋部材１９の内側面と固定ガイド体２０の外側面との間に位置するように設定している。換言すると、抵抗体２８の側板と樋部材１９の内側面及び固定ガイド体２０の外側面との間に僅かの隙間が空くように設定している。
【００３２】
ランナー６のヘッド２５には、リテーナ５における枠体５ａの内側面に転動自在に当たる４個のローラ３１を水平回転自在に取付ており、かつ、ヘッド２５の上面には、リテーナ５における枠体５ａの天井面に当たる合成樹脂製の上スライダー３２を設けている。
【００３３】
図では表示していないが、上下ベース３，４が過度に相対動することを防止するための規制手段を設けている。規制手段としては、例えば、下ベース３の樋部材１９又は固定ガイド体２０に、ランナー６の移動を規制するストッパーを設けたり、或いは、リテーナ５の移動範囲を直接に規制する部材を下ベース３に設けたり、或いは、下転動部１５に、ボール１１の移動範囲を異性する平面視円形のリング（枠）を設けるなど、種々の構造を採用できる。
【００３４】
以上の構成において、ランナー６に内蔵したばね３０によってリテーナ５は４箇所において上向きに付勢されており、このため、リテーナ５における４つの当接部１６ａが上転動部９（上支持板８）に強く当たっている。そして、リテーナ５の当接部１６ａは摩擦抵抗が大きく、しかも、各ランナー６の抵抗体２１が粘性流体２３に漬かっていて移動し難いことにより、陳列ケース１に多少の外力が作用しても簡単には動かない。このため、平常時に陳列ケース１が軽い力で動いてしまうことを防止できる。
【００３５】
他方、地震が起きて床が揺れると、慣性力によって陳列ケース１及び上ベース４は静止し勝手となる一方、下ベース３が床Ｆと一緒に移動することにより、陳列ケース１が免震される。なお、地震の揺れによるエネルギーは大きいため、床が揺れると、リテーナ５の当接部１６ａを上転動部９に接触させた状態で、リテーナ５と上ベース４とは相対動する。また、陳列ケース１及び上ベース４は完全に静止している訳ではなく、一般にある程度は下ベース３に追従してゆれ動く。
【００３６】
そして、各ランナー６は、リテーナ５における枠体５ａの長手方向に沿って移動自在であると共に、下ベース３の固定ガイド体２０に沿って移動自在であるため、すなわち、リテーナ５は平面視でＸ方向とＹ方向とに自在に移動し得るため、上下ベース３，４が任意の方向に相対動することが許容され、しかも、各ランナー６に規制されて、下ベース３に対するリテーナ５の姿勢は変化しない。
【００３７】
このように、リテーナ５は姿勢を一定にしたままで移動するため、仮に下ベース３を水平旋回させるような外力が作用しても、リテーナ５と下ベース３は、図１１に符号３３の線で示すように直線方向に水平動することになり、このため、陳列ケース１の安定性を向上して免震機能を向上できるのである。なお、上ベース４とリテーナ５との間には相対的な姿勢を保持するガイド手段は介在していないが、上ベース４はリテーナ５を挟んで下ベース３と逆方向に移動するため、リテーナ５が直線方向に相対動すると上ベース４も直線方向に移動することになり、このため、上ベース４の姿勢も一定に保持される。
【００３８】
抵抗手段として実施形態のような粘性流体２３を利用する場合、抵抗体２８の枚数は必要に応じて任意に設定できる（可動式の抵抗体２８と樋部材１９に設けた固定式抵抗板とが櫛歯状に噛み合うような状態に構成してしも良い）。また、粘性流体２３に代えて摩擦板を使用したり、或いは、摩擦板と粘性流体２３を併用したりしても良い。
【００３９】
粘性流体２３は、抵抗体２８の移動速度が速くなるほど抵抗が大きくなるため、大きな揺れのときに上下ベース３，４が共振してしまうことを抑制できる利点がある。
【００４０】
実施形態のように、粘性流体２３等を使用した抵抗手段に加えて、上ベース４に接触する当接部１６ａ（摩擦抵抗体）をリテーナ５に設けると、平常時に陳列ケース１が簡単に動くことを防止できるが、この場合、実施形態のように上転動部９をフラットに形成しておくと、上下ベース３，４が相対動しても当接部１６ａが上転動部９（上支持板８）に片当たりすることなく均一に当たるため、上下ベース３，４の円滑な相対動を損なわない利点がある。
【００４１】
≪第２実施形態≫
図１２〜図１５では第２実施形態を示しており、図１２は正面図、図１３は図１２のXIII−XIII視断面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ視平断面図、図１５は作用を示す図である。
【００４２】
この実施形態は、リテーナ５を上下ベース３，４に対して姿勢保持するようにしたものである。この実施形態では、リテーナ５における枠体５ａを、溝型鋼を背中合わせにして上下に開口した状態に形成し、枠体５ａにおける上下のガイド溝３５に、４個のローラ３６を設けたランナー６を移動自在に嵌め入れ、上下各ランナー６に、上下ベース３，４に形成されたガイド溝３７の内側面に転動自在に接触する４個ずつのローラ３８を取付けたものである。
【００４３】
この実施形態では、図１５に示すように、リテーナ５と下ベース３とは４個の下ランナー６を介して姿勢が保持され、リテーナ５と上ベース４とは４個の上ランナー６を介して姿勢が保持される。図には表示していないが、この第２実施形態においても、リテーナ５と下ベース３、及び／又はリテーナ５と上ベース４との相対動を抑制する抵抗手段を設けて良い。
【００４４】
≪その他≫
本発明は上記の形態以外にも様々に具体化できる。例えばガイド手段は上記各例の形態に限らず、様々のガイド機構を使用できる。また、本願の免震台は陳列ケースのみでなく、キャビネットや各種設備類、装置類、什器類、建物等の種々のものに適用できる。また、上ベースは被免震物に一体に設けても良い（すなわち、被免震物の底部を上ベースと成しても良い）。
【図面の簡単な説明】
【図１】陳列ケースを免震台に載せた状態での斜視図である。
【図２】免震台の分離斜視図である。
【図３】上ベースの底面図である。
【図４】図３のIV−IV視断面図である。
【図５】図３の V-V視断面図である。
【図６】リテーナ及び下ベースの平面図である。
【図７】リテーナの要部断面図である。
【図８】上下ベースとリテーナとの関係を示す図である。
【図９】免震台の部分断面図である。
【図10】要部断面図である。
【図11】作用を示す平面図である。
【図12】第２実施形態の断面図である。
【図13】図１２のXIII−XIII視断面図である。
【図14】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ視断面図である。
【図15】第２実施形態の作用を示す図である。
【図16】従来技術を示す平面図である。
【符号の説明】
１  被免震物の一例としての陳列ケース
２  免震台
３  下ベース
４  上ベース
５  リテーナ
６  ランナー
９  上転動部
１１  ボール
１５  下転動部
１６，１７  玉受け
１９  樋部材
２０  固定ガイド体
２３  粘性流体
２８  抵抗体
３０  ばね
３１  ローラ
３７  ガイド溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003706266.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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