(57)【要約】      （修正有）【課題】相対変位を抑制可能なキャスター付き機器、免震用支承装置、免震対象物の変位抑制装置、免震対象物の変位抑制ユニットの提供。【解決手段】キャスター付き機器のキャスタ５は、車輪９と、シャフト１１を介して車輪を支持するフォーク１３と、フォークに連結された旋回部１５と、旋回部に固定された取付部１７とを有している。車輪９の外周面には第１の面ファスナ２３が貼り付けられ、キャスタの載置面７には第２の面ファスナ２５が取付けられている。第１の面ファスナ２３と第２の面ファスナ２５との引き剥がしに対する抵抗力（剥離抵抗）により車輪９の転がりに対する抵抗力（剥離摩擦抵抗）が生じる。【選択図】図２
2011158080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の載置面を転がり可能な車輪を含むキャスターを有し、
前記載置面及び前記車輪の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている
キャスター付き機器。
【請求項２】
前記載置面は第１の面ファスナーにより構成され、
前記車輪の外周面は前記第１の面ファスナーに着脱可能な第２の面ファスナーにより構成されている
請求項１に記載のキャスター付き機器。
【請求項３】
所定面を転がり可能な回転体により免震対象物を水平方向に移動可能に支持する免震用支承装置であって、
前記所定面及び前記回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている
免震用支承装置。
【請求項４】
前記所定面は、第１の面ファスナーにより構成され、
前記回転体の外周面は前記第１の面ファスナーに着脱可能な第２の面ファスナーにより構成されている
請求項３に記載の免震用支承装置。
【請求項５】
所定面を転がることにより免震対象物の移動を許容し、転がりの停止により前記免震対象物の移動を規制する回転体を有し、
前記所定面及び前記回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている
免震対象物の変位抑制装置。
【請求項６】
所定面を有し、免震対象物及び非免震対象物の一方に固定される第１取付部材と、
前記所定面を転がり可能な複数の回転体と、
前記複数の回転体を軸支し、前記免震対象物及び前記非免震対象物の他方に固定される第２取付部材と、
を有し、
前記所定面及び前記回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている
免震対象物の変位抑制ユニット。
【請求項７】
免震対象物の移動に伴って回転する入力回転体と、
前記入力回転体の回転が伝達される回転質量体と、
前記入力回転体から前記回転質量体までの回転の伝達経路に設けられ、所定面を転がることにより、前記所定面を転がらないときよりも回転の伝達率を低下させる中継回転体と、
を有し、
前記所定面及び前記中継回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている
回転慣性付加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスター付き機器、免震用支承装置、免震対象物の変位抑制装置、免震対象物の変位抑制ユニット及び回転慣性付加装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持構造物に対して水平方向に移動可能に免震対象物を支持する免震装置が知られている（例えば特許文献１）。免震装置が設けられることにより、支持構造物の振動が免震対象物へ伝達されることが抑制され、ひいては、免震対象物に大きな加速度が加えられることが抑制される。また、キャスター付き機器は、床面などの載置面に対して移動可能であるので、免震装置を有する機器と捉えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７９６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
免震装置においては、免震対象物と、免震されていないものとの相対変位を抑制する必要性が生じることがあり、そのための方策も種々提案されている。種々の方策は、それぞれ長所及び短所を有していることから、目的に照らして好適な方策を選択できるように、新たな方策の提案がなされて技術の豊富化が図られることが好ましい。
【０００５】
本発明の目的は、相対変位を抑制可能なキャスター付き機器、免震用支承装置、免震対象物の変位抑制装置、免震対象物の変位抑制ユニット及び回転慣性付加装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のキャスター付き機器は、所定の載置面を転がり可能な車輪を含むキャスターを有し、前記載置面及び前記車輪の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている。
【０００７】
好適には、前記載置面は第１の面ファスナーにより構成され、前記車輪の外周面は前記第１の面ファスナーに着脱可能な第２の面ファスナーにより構成されている。
【０００８】
本発明の免震用支承装置は、所定面を転がり可能な回転体により免震対象物を水平方向に移動可能に支持する免震用支承装置であって、前記所定面及び前記回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている。
【０００９】
好適には、前記所定面は、第１の面ファスナーにより構成され、前記回転体の外周面は前記第１の面ファスナーに着脱可能な第２の面ファスナーにより構成されている。
【００１０】
本発明の免震対象物の変位抑制装置は、所定面を転がることにより免震対象物の移動を許容し、転がりの停止により前記免震対象物の移動を規制する回転体を有し、前記所定面及び前記回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている。
【００１１】
本発明の免震対象物の変位抑制ユニットは、所定面を有し、免震対象物及び非免震対象物の一方に固定される第１取付部材と、前記所定面を転がり可能な複数の回転体と、前記複数の回転体を軸支し、前記免震対象物及び前記非免震対象物の他方に固定される第２取付部材と、を有し、前記所定面及び前記回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている。
【００１２】
本発明の回転慣性付加装置は、免震対象物の移動に伴って回転する入力回転体と、前記入力回転体の回転が伝達される回転質量体と、前記入力回転体から前記回転質量体までの回転の伝達経路に設けられ、所定面を転がることにより、前記所定面を転がらないときよりも回転の伝達率を低下させる中継回転体と、を有し、前記所定面及び前記中継回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、免震対象物の相対変位を好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係るキャスター付き機器を示す模式図。
【図２】図１（ａ）のキャスター付き機器のキャスター周辺の拡大図。
【図３】図２のキャスターの面ファスナーの一部を拡大して示す模式図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る転がり支承装置を示す断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る変位抑制ユニットを示す図。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は本発明の第４の実施形態の回転慣性付加ユニットを透視して示す上面図及び側面図。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は図６の回転慣性付加ユニットの回転装置を透視して示す側面図及び上面図。
【図８】図８（ａ）は図７（ａ）のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線における断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線における断面図。
【図９】図８の剥離摩擦機構の効果を説明する図。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は剥離摩擦機構の変形例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るキャスター付き機器１を示す模式図である。
【００１６】
キャスター付き機器１は、例えば、医療用機器、椅子、台車、棚である。図１では医療用機器を模式的に示している。キャスター付き機器１は、機器本体部３と、機器本体部３を支持するキャスター５とを有している。
【００１７】
キャスター付き機器１は、載置面７に載置されており、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、載置面７に沿う方向（水平方向）に移動可能である。載置面７は、例えば、支持構造物３１の床面である。載置面７の少なくとも一部は、第２の面ファスナー２５により構成されている。
【００１８】
図２は、キャスター５周辺の拡大図である。
【００１９】
キャスター５は、例えば、車輪９と、車輪９をシャフト１１を介して支持するフォーク１３と、フォーク１３に連結された旋回部１５と、旋回部１５に固定された取付部１７とを有している。
【００２０】
車輪９とシャフト１１とは相対回転可能であり、及び／又は、シャフト１１とフォーク１３とは相対回転可能であり、車輪９は載置面７を転がることが可能である。旋回部１５は、車輪９の回転軸に直交する軸（鉛直軸）回りに回転可能にフォーク１３に連結されている。これにより、車輪９は水平方向における向きを変えて、任意の方向へ転がることが可能となっている。取付部１７は、旋回部１５と一体的に形成されるなどし、旋回部１５に固定されている。そして、ネジなどにより機器本体部３に固定されている。
【００２１】
車輪９は、概略円盤状に形成された車輪本体部１９と、車輪本体部１９の外周面に設けられたタイヤ２１と、タイヤ２１の外周面に設けられた第１の面ファスナー２３とを有している。
【００２２】
車輪本体部１９及びタイヤ２１は、一般に市販されている車輪である。車輪９は、その市販の車輪の外周面に第１の面ファスナー２３を取り付けることにより構成されている。車輪本体部１９は、例えば、金属又は比較的硬質の樹脂により形成されている。タイヤ２１は、例えば、ゴム又は比較的軟質の樹脂により形成されている。
【００２３】
第１の面ファスナー２３は、例えば、シート状（テープ状）部材である。第１の面ファスナー２３のタイヤ２１の外周面への取り付けは、接着剤、接着剤が塗布された布、ネジ、又は、係合部材などの適宜な固定手段により行われる。
【００２４】
第１の面ファスナー２３は、載置面７を構成する第２の面ファスナー２５に対して着脱可能なものであり、その着脱可能な面を外側に向けてタイヤ２１に貼り付けられている。従って、車輪９が第２の面ファスナー２５を転がるときには、第１の面ファスナー２３と第２の面ファスナー２５との引き剥がしに対する抵抗力（剥離抵抗）により、車輪９の転がりに対する抵抗力（剥離摩擦抵抗）が生じる。
【００２５】
図３は、第１の面ファスナー２３及び第２の面ファスナー２５の一部を拡大して示す模式図である。
【００２６】
第１の面ファスナー２３及び第２の面ファスナー２５の一方は、複数のフック２７を有し、他方は、複数のループ２９を有している。複数のフック２７と複数のループ２９とが係合することにより、第１の面ファスナー２３及び第２の面ファスナー２５は互いに固定される。そして、第１の面ファスナー２３及び第２の面ファスナー２５を引き剥がすときには、複数のフック２７と複数のループ２９との係合解除に複数のフック２７の変形を要し、その結果、剥離抵抗が生じる。
【００２７】
フック２７は、例えば、樹脂により形成されている。ループ２９は、例えば、繊維により形成されている。フック２７及びループ２９の径は、一般的な面ファスナーと同程度でもよいし、それよりも大きくてもよい。例えば、ループ２９は、５００〜１０００デニールの繊維により構成されるなど、一般的な面ファスナーの繊維よりも太い繊維により構成されてよい。
【００２８】
以上の第１の実施形態によれば、地震などにより支持構造物３１に振動が加えられると、キャスター付き機器１は、支持構造物３１に対して水平方向に相対移動しようとする。振動の加速度が低いときには、第１の面ファスナー２３と第２の面ファスナー２５との剥離抵抗により、車輪９は転がらず、キャスター付き機器１は相対移動しない。これにより、長周期の地震が生じたときなどに大きな相対変位が生じることが抑制される。一方、振動の加速度が大きいときには、車輪９は転がり、キャスター付き機器１は相対移動する。これにより、キャスター付き機器１に大きな加速度が加えられることが抑制される。なお、キャスター付き機器１が相対移動しているときにも、剥離摩擦抵抗による変位抑制効果は発揮される。
【００２９】
また、第１の面ファスナー２３及び第２の面ファスナー２５の剥離抵抗は、キャスター付き機器１の載置面７に直交する方向（鉛直方向）への運動を規制することにも作用する。従って、地震などにより支持構造物３１に振動が加えられたときや人為的にキャスター付き機器１に水平方向の荷重が加えられたときなどにおいて、キャスター付き機器１の転倒が抑制される。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態に係る転がり支承装置（免震装置）５１を示す断面図である。
【００３１】
支承装置５１は、支持構造物５３に対して免震対象物５５を水平方向に移動可能に支持する装置である。支持構造物５３及び免震対象物５５は、例えば、基盤及び基盤に支持される建築物、又は、建築物及び建築物に支持される家具である。
【００３２】
支承装置５１は、支持構造物５３に固定された下プレート５７Ａと、免震対象物５５に固定された上プレート５７Ｂと、下プレート５７Ａ及び上プレート５７Ｂの間に介在する球体５９とを有している。なお、以下では、下プレート５７Ａ及び上プレート５７Ｂを単に「プレート５７」といい、両者を区別しないことがある。
【００３３】
２つのプレート５７は、鉛直方向において互いに対向して配置されている。プレート５７の対向面５７ａは、例えば、凹状に形成されている。なお、対向面５７ａは、水平方向の任意の方向から見た断面において凹状に形成されている。球体５９は、対向面５７ａを水平方向の任意の方向へ転がり可能である。
【００３４】
従って、地震などにより支持構造物５３に振動が加えられたときには、球体５９が対向面５７ａを転がる。これにより、免震対象物５５は支持構造物５３に対して水平方向に移動し、免震対象物５５に加速度が加えられることが抑制される。また、対向面５７ａが凹状に形成されていることにより、免震対象物５５の運動エネルギーは免震対象物５５の位置エネルギーに変換される。これにより、免震対象物５５の水平方向の相対変位が抑制されるとともに、支持構造物５３の振動終了後、免震対象物５５は凹部の最下部に復帰する。
【００３５】
プレート５７は、プレート本体６１と、対向面５７ａを構成する第２の面ファスナー６７を有している。また、球体５９は、球体本体６３と、球体５９の外周面を構成する第１の面ファスナー６５とを有している。
【００３６】
プレート本体６１及び球体本体６３は、例えば、金属により形成されている。免震対象物５５が家具等の軽量のものである場合には、プレート本体６１及び球体本体６３は、樹脂により形成されていてもよい。
【００３７】
第１の面ファスナー６５及び第２の面ファスナー６７は、互いに着脱可能なものであり、その着脱可能な面を外側に向けて球体本体６３及びプレート本体６１に貼り付けられている。第１の面ファスナー６５は、球体本体６３の全面を覆い、第２の面ファスナー６７は、対向面５７ａの全面を覆っている。なお、第１の面ファスナー６５及び第２の面ファスナー６７の概略構成や貼り付け方法は、第１の実施形態と同様である。
【００３８】
以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の変位抑制効果が得られる。すなわち、振動の加速度が低いときには、第１の面ファスナー６５及び第２の面ファスナー６７の剥離抵抗により、球体５９は転がらず、免震対象物５５は支持構造物５３に対して相対移動しない。これにより、長周期の地震が生じたときなどに大きな相対変位が生じることが抑制される。一方、振動の加速度が大きいときには、球体５９は転がり、免震対象物５５は相対移動する。これにより、免震対象物５５に大きな加速度が加えられることが抑制される。なお、球体５９が転がっているときにも、剥離摩擦抵抗による変位抑制効果は発揮される。
【００３９】
＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る変位抑制ユニット１０１を示す図である。
【００４０】
変位抑制ユニット１０１は、非免震対象物１０３及び免震対象物１０５の相対変位を抑制するためのものである。非免震対象物１０３及び免震対象物１０５は、例えば、基盤及び基盤に支持される建築物、又は、建築物及び建築物に支持される家具である。
【００４１】
変位抑制ユニット１０１は、非免震対象物１０３及び免震対象物１０５の一方に固定される第１取付部材１０７と、非免震対象物１０３及び免震対象物１０５の他方に固定される第２取付部材１０９とを有している。第１取付部材１０７又は第２取付部材１０９の非免震対象物１０３又は免震対象物１０５に対する固定は、ネジや接着剤などの適宜な方法により行われる。
【００４２】
第１取付部材１０７は、例えば、概略板状に形成されており、第２取付部材１０９に対向する転動面１１３を有している。転動面１１３は、例えば、平面状に構成されている。第２取付部材１０９は、複数の車輪１１１を軸支している。複数の車輪１１１は、転動面１１３を転がり可能である。
【００４３】
複数の車輪１１１は、車輪本体１１５と、車輪本体１１５の外周面に設けられた第１の面ファスナー１１９とを有している。また、第１取付部材１０７は、部材本体１１７と、転動面１１３の少なくとも一部を構成する第２の面ファスナー１２１とを有している。
【００４４】
車輪本体１１５及び部材本体１１７は、金属や樹脂などの適宜な材料により形成されている。第１の面ファスナー１１９及び第２の面ファスナー１２１は、互いに着脱可能なものである。なお、第１の面ファスナー１１９及び第２の面ファスナー１２１の概略構成や貼り付け方法は、第１の実施形態と同様である。
【００４５】
以上の第３の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態と同様の変位抑制効果が得られる。
【００４６】
なお、変位抑制ユニット１０１は、非免震対象物１０３に対して免震対象物１０５を支持する機能を有していてもよいし、有していなくてもよい。例えば、非免震対象物１０３及び免震対象物１０５が、建築物及び建築物に支持される家具である場合に、変位抑制ユニット１０１は、床面と家具との間に配置されて、家具を支持する転がり支承装置として機能してもよいし、壁面と免震された家具との間に配置されて、支承装置として機能せず、変位抑制機能のみを発揮してもよい。換言すれば、図５は、平面図と捉えられてもよいし、側面図と捉えられてもよい。
【００４７】
＜第４の実施形態＞
図６（ａ）は、本発明の第４の実施形態の回転慣性付加ユニット２０１を透視して示す上面図である。図６（ｂ）は回転慣性付加ユニット２０１を透視して示す側面図である。
【００４８】
回転慣性付加ユニット２０１は、複数（本実施形態では４つを例示）の回転慣性付加装置２０３Ａ〜２０３Ｄ（以下、Ａ〜Ｄを省略することがある。）を有している。回転慣性付加装置２０３は、支持構造物１５１（図６（ｂ））と、支持構造物１５１に水平方向に移動可能に支持される免震対象物１５３（図６（ｂ））との相対移動を回転慣性の回転運動に変換するものである。
【００４９】
ただし、回転慣性付加装置２０３は、免震対象物１５３を支持構造物１５１に対して水平方向へ移動可能に支持する支承機構としても機能している。換言すれば、回転慣性付加装置２０３は、支承機構を含む免震装置としても機能する。なお、回転慣性付加装置２０３を組み合わせた回転慣性付加ユニット２０１も、回転慣性付加装置として機能するとともに、免震装置として機能する。
【００５０】
回転慣性付加装置２０３は、免震対象物１５３に連結され、免震対象物１５３と共に振動する可動部材２０５と、可動部材２０５の振動によって回転軸ＲＡ回りに回転されるアーム２０７と、アーム２０７を支持構造物１５１に対して軸支するコネクタ２０９と、支持構造物１５１に設けられ、コネクタ２０９から入力された回転を回転慣性の回転運動に変換する回転装置２１１とを有している。
【００５１】
可動部材２０５は、例えば、概ね円柱状に形成されており、鉛直方向を円柱の軸方向にして配置されている。可動部材２０５は、免震対象物１５３に固定されており、免震対象物１５３と一体的に水平方向に移動可能である。
【００５２】
アーム２０７は、例えば、回転軸ＲＡが鉛直軸となるように設けられるとともに、回転軸ＲＡから水平方向に直線状に延びている。アーム２０７は、回転軸ＲＡを中心とする円の半径方向において可動部材２０５と相対移動可能、且つ、回転軸ＲＡを中心とする円の接線方向において可動部材２０５と係合可能（相対移動不可能）に構成されている。
【００５３】
具体的には、アーム２０７には、可動部材２０５が摺動可能に挿入される溝部２０７ａ（図６（ａ））が形成されている。溝部２０７ａは、アーム２０７の長手方向に沿ってコネクタ２０９側からアーム２０７の先端側（半径方向外側）へ延びている。可動部材２０５は、免震対象物１５３が振動していないときは、例えば、溝部２０７ａの長手方向中央に配置されている。可動部材２０５には、可動部材２０５の溝部２０７ａからの抜けを防止するための鍔部等が適宜に設けられている。
【００５４】
コネクタ２０９は、例えば、概ね円柱状に形成されており、アーム２０７の回転軸ＲＡ側の端部に固定されている。コネクタ２０９は、回転装置２１１を介して支持構造物１５１に回転軸ＲＡ回りに回転可能に軸支されており、アーム２０７とともに回転可能である。
【００５５】
また、コネクタ２０９は、上面に設けられた被滑動面２０９ａ（図６（ｂ））により、免震対象物１５３の下面に設けられた滑動面１５１ａを支持している。滑動面１５１ａは、概ね水平であるとともに、被滑動面２０９ａよりも広い。被滑動面２０９ａ及び滑動面１５１ａは、静摩擦係数が比較的低く形成されており、互いに摺動可能である。被滑動面２０９ａ及び滑動面１５１ａの静摩擦係数は、例えば、０．２未満である。回転慣性付加装置２０３は、被滑動面２０９ａにより免震対象物１５３を支持することにより、支承機構として機能する。
【００５６】
回転慣性付加ユニット２０１に設けられた複数の回転慣性付加装置２０３は、免震対象物１５３が振動していないときにおいて、アーム２０７の長手方向が互いに異なる向きになるように配置されている。例えば、４つの回転慣性付加装置２０３は、２つはアーム２０７が一方向（ｘ方向）に、他の２つが当該一方向に直交する方向（ｙ方向）に沿って配置されている。また、互いに同一方向にアーム２０７が沿う回転慣性付加装置２０３は、コネクタ２０９からアーム２０７の先端側への方向が互いに逆方向になるように配置されている。
【００５７】
図７（ａ）は、回転装置２１１を透視して示す側面図である。図７（ｂ）は、回転装置２１１を透視して示す上面図である。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、概念的なものであり、歯車の歯数や歯の大きさは精緻なものではない。
【００５８】
回転装置２１１は、コネクタ２０９（図７（ａ））に固定され、コネクタ２０９とともに回転軸ＲＡ回りに支持構造物１５１に対して回転可能な回転筐体２２５と、回転筐体２２５の回転を増速する歯車機構２２７と、歯車機構２２７により増速された回転が伝達される回転質量体２２９とを有している。
【００５９】
回転筐体２２５は、例えば、回転軸ＲＡを軸とする概ね筒状に形成されている。回転筐体２２５は、支持構造物１５１に対して回転軸ＲＡ回りに回転可能に軸支されている。例えば、回転装置２１１は、図７（ａ）に示すように、支持構造物１５１に固定された下板２３１と、下板２３１に立設された柱部材２３３と、柱部材２３３に支持された上板２３５と、下板２３１及び上板２３５に軸支されたメイン軸部材２３７とを有しており、回転筐体２２５は、メイン軸部材２３７が回転筐体２２５に回転可能に挿通されることにより、回転軸ＲＡ回りに回転可能となっている。また、回転筐体２２５は、図７（ａ）に示すように、外周面部の下部側の縁部がベアリング２３９を介して下板２３１に支持されることにより、回転軸ＲＡ回りに回転可能となっている。なお、コネクタ２０９は、回転筐体２２５を介して支持構造物１５１に軸支されている。
【００６０】
歯車機構２２７は、回転筐体２２５に収容されている。具体的には、歯車機構２２７は、下板２３１及び上板２３５の間に配置されている。歯車機構２２７は、回転筐体２２５の外周面部の内側面に形成された入力ギヤ部２２５ａ（図７（ｂ））と、入力ギヤ部２２５ａに噛合する第１ギヤ２４１と、第１ギヤ２４１と噛合する小径ギヤ２４３ａ及び小径ギヤ２４３ａよりも大径の大径ギヤ２４３ｂを有する第２ギヤ２４３と、第２ギヤ２４３の大径ギヤ２４３ｂと噛合する第３ギヤ２４５とを有している。
【００６１】
第１ギヤ２４１及び第２ギヤ２４３は、それぞれ、下板２３１及び上板２３５に支持された軸部材を介して支持構造物１５１に対して回転軸ＲＡに平行な回転軸回りに回転自在に支持されている。第３ギヤ２４５は、メイン軸部材２３７に固定されている。メイン軸部材２３７には、回転質量体２２９が固定されている。従って、回転筐体２２５の回転は、入力ギヤ部２２５ａ、第１ギヤ２４１及び第２ギヤ２４３を介して第３ギヤ２４５に伝達され、回転質量体２２９は第３ギヤ２４５とともに一体的に回転する。
【００６２】
第１ギヤ２４１の歯数は、入力ギヤ部２２５ａの歯数よりも少なく、第１ギヤ２４１は回転筐体２２５よりも高速で回転する。第２ギヤ２４３の小径ギヤ２４３ａの歯数は、第１ギヤ２４１の歯数よりも少なく、第２ギヤ２４３は第１ギヤ２４１よりも高速で回転する。第３ギヤ２４５の歯数は、第２ギヤの大径ギヤ２４３ｂの歯数よりも少なく、第３ギヤ２４５は第２ギヤ２４３よりも高速で回転する。従って、歯車機構２２７により回転筐体２２５の回転が増速されて回転質量体２２９に伝達される。
【００６３】
回転質量体２２９は、回転筐体２２５に収容されている。具体的には、回転質量体２２９は、回転筐体２２５の上方側の端面と、上板２３５との間に配置されている。回転質量体２２９は、メイン軸部材２３７に固定されることにより、支持構造物１５１に対して軸支されている。回転質量体２２９は、例えば、歯車機構２２７に含まれるギヤよりも回転慣性が大きくなるように、金属等の密度の高い材質により形成されるとともに、外径が大きく設定されている。
【００６４】
コネクタ２０９は、アーム２０７に固定される第１スライダ２１３と、回転筐体２２５に固定される第２スライダ２１５とを有している。第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は、回転の加速度が大きいときには互いに相対回転し、回転の加速度が小さいときには一体的に回転するように構成されている。具体的には、以下のとおりである。
【００６５】
図８（ａ）は、図７（ａ）のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線における断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線における断面図である。
【００６６】
第１スライダ２１３は、第２スライダ２１５側に突出する突部２１３ａを有している。突部２１３ａは、回転軸ＲＡと同軸であり、また、突部２１３ａの平面形状（回転軸ＲＡ方向に見た形状）は、円形である。
【００６７】
一方、第２スライダ２１５は、突部２１３ａが収容される凹部２１５ａを有している。凹部２１５ａ内においては、突部２１３ａの周囲において第１スライダ２１３側へ突出する軸部２１５ｂと、軸部２１５ｂに軸支された複数の車輪２５１が設けられている。複数の車輪２５１の外周面は、突部２１３ａの外周面２１３ｂに当接している。
【００６８】
従って、第１スライダ２１３と、第２スライダ２１５とは、複数の車輪２５１が突部２１３ａの外周面２１３ｂを転がることにより、回転軸ＲＡ回りに相対回転可能である。
【００６９】
車輪２５１の外周面は、第１の面ファスナー２５３により構成されている。突部２１３ａの外周面２１３ｂは、第２の面ファスナー２５５により構成されている。第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５は、互いに着脱可能なものである。第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５の概略構成や貼り付け方法は、第１の実施形態と同様である。
【００７０】
以上の第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５の構成によれば、第１スライダ２１３に伝達される回転の加速度が小さいときには、第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５の剥離摩擦抵抗により、複数の車輪２５１の突部２１３ａの外周面２１３ｂに対する転がりが規制される。その結果、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は、相対回転が規制され、一体的に回転する。
【００７１】
一方、第１スライダ２１３に伝達される回転の加速度が大きいときには、複数の車輪２５１は突部２１３ａの外周面２１３ｂを転がる。その結果、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は相対回転する。すなわち、第１スライダ２１３から第２スライダ２１５への回転の伝達率は低下する。なお、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５が相対回転しているときにも、剥離摩擦抵抗により、第１スライダ２１３から第２スライダ２１５へ回転は伝達され、第２スライダ２１５は回転する。
【００７２】
次に、回転慣性付加ユニット２０１の動作を説明する。
【００７３】
図６（ａ）において、免震対象物１５３が支持構造物１５１に対してｙ方向に移動する場合を考える。この場合、回転慣性付加装置２０３Ｂ及び２０３Ｄにおいては、アーム２０７が可動部材２０５から免震対象物１５３の移動方向（ｙ方向）の力を受けて回転する。一方、回転慣性付加装置２０３Ａ及び２０３Ｃにおいては、可動部材２０５は、溝部２０７ａに沿って移動するだけであり、アーム２０７は回転しない。
【００７４】
アーム２０７が回転する回転慣性付加装置２０３Ｂ及び２０３Ｄにおいては、アーム２０７が回転することにより、第１スライダ２１３が回転する。なお、第１スライダ２１３の回転の加速度は、免震対象物１５３の支持構造物１５１に対する振動の加速度に比例する。
【００７５】
第１スライダ２１３の回転の加速度が小さい場合、第１スライダ２１３と第２スライダ２１５とは相対回転せず、第１スライダ２１３の回転は、全て第２スライダ２１５に伝達される。そして、第２スライダ２１５の回転は、歯車機構２２７を介して回転質量体２２９に伝達される。その結果、振動の一部は回転質量体２２９の運動エネルギーに変換され、免震対象物１５３の支持構造物１５１に対する変位が抑制される。
【００７６】
一方、第１スライダ２１３の回転の加速度が大きい場合、第１スライダ２１３と第２スライダ２１５とは相対回転する。その結果、免震対象物１５３に大きな加速度が加えられることが抑制される。また、第１スライダ２１３の回転エネルギーの少なくとも一部は、剥離摩擦抵抗により消費される。
【００７７】
このように、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は、加速度に応じて、相対変位抑制効果が期待される状態と、加速度の抑制効果が期待される状態とを切り換える。
【００７８】
振動終了後、免震対象物１５３は、支持構造物１５１に対して、振動前の位置（原点）からずれた位置において停止し得る。すなわち、残留変位が生じ得る。例えば、免震対象物１５３は、振動後、アーム２０７がｙ軸に傾斜した状態で停止する。そこで、免震対象物１５３に力を加えて、免震対象物１５３を原点に復帰させる。
【００７９】
このとき、回転慣性付加装置２０３は、免震対象物１５３が支持構造物１５１に対して振動しているときと同様に動作する。ただし、免震対象物１５３には、静的荷重が加えられるから、回転慣性付加装置２０３は、加速度が低い振動が生じているときと同様に動作する。
【００８０】
すなわち、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は相対回転せず、免震対象物１５３の支持構造物１５１に対する移動は、回転質量体２２９の回転に変換される。免震対象物１５３を支持する被滑動面２０９ａの摩擦抵抗は低く、また、低い加速度で回転されるときの回転質量体２２９の生じる抵抗は小さいことから、小さい荷重で免震対象物１５３は原点に復帰される。
【００８１】
第４の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態と類似した変位抑制効果が得られる。すなわち、振動の加速度が低いときには、剥離摩擦抵抗により、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は相対回転せず、回転質量体２２９の回転による変位抑制が期待される。一方、振動の加速度が大きいときには、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５は相対回転する。これにより、免震対象物１５３に大きな加速度が加えられることが抑制される。
【００８２】
第１スライダ２１３と第２スライダ２１５との間においては、剥離摩擦抵抗により、力の伝達が行われる。従って、第１スライダ２１３と第２スライダ２１５との間において、通常の摩擦抵抗により力を伝達する場合に比較して、好適に変位を抑制することができる。具体的には、以下のとおりである。
【００８３】
図９は、第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５の剥離摩擦機構の効果を説明する図である。横軸は振動の加速度、縦軸は第１スライダ２１３と第２スライダ２１５との間で伝達される力を示している。実線Ｌ１は、本実施形態のように剥離摩擦抵抗により力の伝達を行った場合の力の変化を示している。実線Ｌ２は、本実施形態とは異なり、通常の摩擦抵抗により力の伝達を行った場合の力の変化を示している。
【００８４】
通常の摩擦抵抗により力の伝達を行った場合、加速度が小さいときは、力の伝達は静止摩擦力によりなされる。この間、振動の加速度が上昇するにつれ、伝達される力は徐々に上昇する。加速度が大きく、荷重が最大摩擦力を超えると（加速度ａ１）、力の伝達は動摩擦力により行われる。そして、伝達される力は最大摩擦力よりも低下するとともに、加速度の変化によらず、概ね一定の値となる。
【００８５】
従って、通常の摩擦抵抗により力の伝達を行った場合、静止摩擦力から動摩擦力に切り換えられるときに、免震対象物１５３に衝撃が加えられるおそれがある。また、以下に述べるように、エネルギーの消費効率が低い。第１スライダ２１３と第２スライダ２１５との間で伝達される力の最大値は、免震対象物１５３の水平設計震度（後述）に応じて設定される。そして、摩擦機構は、最大摩擦力が、その最大値を超えないように設定される。従って、加速度ａ１以上の加速度のときに、摩擦力により消費されるエネルギーは、上記の最大値に対して小さい動摩擦力によるものであり、エネルギーの消費効率が低い。さらに、通常の摩擦抵抗は、垂直荷重によって大きさが変動することから、設計を複雑化させる。
【００８６】
一方、本実施形態のように、剥離摩擦抵抗により力の伝達を行った場合は、伝達される力は、振動の加速度が上昇するにつれ大きくなる。そして、加速度が大きいときは、伝達される力は、概ね一定の値になる。従って、上述した通常の摩擦抵抗を利用する場合に比較して、滑らかに変位抑制が期待される状態と加速度抑制が期待される状態との遷移が行われ、且つ、加速度抑制が期待される状態への遷移後の、剥離摩擦抵抗によるエネルギーの消費効率もよい。また、剥離摩擦抵抗は、垂直荷重の影響を殆ど受けないことから、設計が容易化される。
【００８７】
なお、第４の実施形態において、アーム２０７又は第１スライダ２１３は本発明の入力回転体の一例であり、車輪２５１は本発明の中継回転体の一例であり、突部２１３ａの外周面２１３ｂは本発明の所定面の一例である。
【００８８】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００８９】
当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮する回転体の外周面及び所定面は、面ファスナーにより構成されるものに限定されない。
【００９０】
例えば、図１０（ａ）に示すように、回転体３０１の外周面に粘着性が付与され、所定面３０３は通常の床面などにより構成されてもよい。この場合、粘着により抵抗力が生じる。なお、粘着性は、外周面に接着剤３０５が塗布されたり、粘着性の材料によりタイヤが形成されることにより付与される。
【００９１】
また、例えば、図１０（ｂ）に示すように、回転体３１１の外周面に複数の吸盤３１５が設けられ、所定面３１３は通常の床面などにより構成されてもよい。この場合、吸盤３１５の所定面３１３に対する吸着により抵抗力が生じる。
【００９２】
また、例えば、図１０（ｃ）に示すように、回転体３２１の外周面及び所定面３２３の一方に複数の突部３２５が設けられ、他方に突部３２５が嵌合する凹部３２７が設けられてもよい。この場合、突部３２５が凹部３２７から引き抜かれるときに、突部３２５と凹部３２７との隙間が一時的に真空となり、抵抗力が生じる。
【００９３】
面ファスナーは、互いに係合可能な複数の係合部（フック）及び被係合部（ループ）が設けられることにより着脱可能であればよく、実施形態に例示したものに限定されない。例えば、面ファスナーは、マッシュルーム型の係合部が用いられるものであってもよい。また、第１の面ファスナー及び第２の面ファスナーの少なくとも一方は、係合部及び被係合部の双方が設けられるものであってもよい。
【００９４】
キャスターは、車輪が鉛直軸回りに回転可能な旋回キャスターに限定されず、車輪が鉛直軸回りに回転不可能な固定キャスターであってもよい。また、キャスターの車輪は、市販の車輪に面ファスナーを貼り付けた構成に限定されず、外周面を面ファスナーで構成する車輪が最初から設計されてもよい。車輪のタイヤは省略されてもよい。
【００９５】
支承装置において、回転体が転がる所定面を構成するのは、レールであってもよい。また、支承装置の回転体は、球体に限定されず、車輪であってもよい。回転体は２つの所定面に挟まれるのではなく、シャフトにより軸支された車輪が一の所定面を転がってもよい。回転体が２つの所定面により挟まれる場合、離間に対する抵抗力を生じるのは、一方の所定面のみであってもよい。
【００９６】
第１〜第３の実施形態は、いずれも、所定面を転がることにより免震対象物の移動を許容し、転がりの停止により免震対象物の移動を規制する回転体を有する変位抑制装置と捉えることができる。
【００９７】
変位抑制装置は、免震対象物及び非免震対象物の少なくとも一方に対して転がるものに限定されない。例えば、第４の実施形態において、回転装置２１１が省略され、第２スライダ２１５が支持構造物１５１に固定されているときには、車輪２５１の突部２１３ａの外周面２１３ｂに対する転がり又はその停止により、免震対象物１５３の相対変位が許容又は規制される。
【００９８】
離間に対する抵抗力により生じる摩擦抵抗（実施形態では剥離摩擦抵抗）の大きさは、適宜に設定されてよい。例えば、以下のように設定されてよい。一般に、免震対象物（ビル、住宅、ＰＣラック、医療機器など）は、適宜に水平設計震度（設計水平震度）が設定され、その水平設計震度に耐えうる強度となるように設計される。水平設計震度は、免震対象物の自重（重力加速度）に対する水平荷重（水平方向の加速度）の比で表わされ、例えば、自重相当の水平荷重は１で表わされる。水平設計震度は、免震対象物の種類、免震対象物が設置される地域などの種々の事情を考慮して設定され、一般には、０．２〜０．４である。
【００９９】
ここで、免震対象物の加速度を抑制する効果が期待される状態（第１〜第３の実施形態では免震対象物が移動する状態、第４の実施形態では第１スライダ２１３及び第２スライダ２１５が相対回転する状態）は、少なくとも、免震対象物において水平設計震度以上の振動が生じているときには生じていることが好ましい。そこで、剥離摩擦抵抗等は、免震対象物において水平設計震度よりも小さい振動が生じているときに離間が生じるように設定されてよい。
【符号の説明】
【０１００】
１…キャスター付き機器、５…キャスター、９…車輪、２３…第１の面ファスナー、２５…第２の面ファスナー。
【図１】
2011158080.tif 000003
【図２】
2011158080.tif 000004
【図３】
2011158080.tif 000005
【図４】
2011158080.tif 000006
【図５】
2011158080.tif 000007
【図６】
2011158080.tif 000008
【図７】
2011158080.tif 000009
【図８】
2011158080.tif 000010
【図９】
2011158080.tif 000011
【図１０】
2011158080.tif 000012