(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板の上方に配置された上部テーブルとの間にあって、前記基板に対する前記上部テーブルの上下方向の変位を上下方向とは異なる方向の変位に拡大する変位拡大手段と、
前記変位拡大手段の変位に対して一定の荷重を与える定荷重手段と、を有し、
前記変位拡大手段は、
前記基板及び前記上部テーブルの少なくともいずれか一方に垂直方向に設けられ、斜辺縁又は弧状縁を有する受け部材と、
前記受け部材に沿って移動自在に設けられた可動部材と、
を有し、
前記定荷重手段は、前記可動部材の移動に対して一定の荷重を与える
免震装置。
【請求項２】
前記変位拡大手段は、
前記上部テーブルの下面から垂下した平行な一対の略二等辺三角形状の垂片と、
前記各垂片の一面と摺り合うように前記基板の上面に立設した平行な一対の略二等辺三角形状の立片と、
を有し、
前記定荷重手段は、
前記垂片と立片とが摺り合わさった両側の斜辺縁又は弧状縁にそれぞれスライド自在に設けられた可動部材の間に渡るように設けられている
請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記基板及び前記上部テーブルの外周縁の各辺に設けられた蝶番構造体の両板の外端縁を、該基板及び該上部テーブルに回動自在に接続して、該基板及び該上部テーブルを相対的に上下に移動自在に支持する支持手段、
をさらに有し、
前記変位拡大手段は、
対向する一対の前記蝶番構造体の蝶番軸箇所からそれぞれ回転自在に支持され、両側縁に先端側が大きく軸支持部幅が小さい凹湾状に切り欠いた弧状縁を有する作用板を有し、
前記定荷重手段は、
相対向する前記作用板の両側の各弧状縁に沿ってスライド自在に設けられた可動部材の間に渡るように設けられている
請求項１記載の免震装置。
【請求項４】
前記基板の上方又は下方に設けられ、免震対象物への水平方向の震動に対応する水平免震機構、
をさらに有する請求項１乃至３いずれか記載の免震装置。
【請求項５】
前記水平免震機構は、
下面に湾曲凹部を有する上板と、
前記上板の下方に設けられ中央部に大径孔を有する下板と、
前記下板に対して、前記上板が水平を維持して上下に移動自在とする免震作用体を備え、前記上板の四辺と前記下板の四辺とのそれぞれに両板を回転自在に接続して設けられた蝶番構造体と、
前記下板を支持する平板と、
前記平板上に載せられ、前記上板の湾曲凹部の山部形状に相応する湾曲形状の少なくとも上部を有するコマと、
を有し、
前記免震作用体を前記下板の大径孔に前記コマを通して被せ、該コマの上部が前記上板の湾曲凹部に接触し、該免震作用体に作用する振幅が一定値以内では該免震作用体が該コマを中心に湾曲凹部の範囲で移動し定位置に戻る構成であることを特徴とする請求項４記載の免震装置。
【請求項６】
前記免震作用体に作用する振幅が一定値を超えた場合に、前記コマが該免震作用体とともに前記平板上を移動可能である請求項５記載の免震装置。
【請求項７】
前記可動部材が移動して変位する方向を変更する変更手段、
をさらに有する請求項１乃至６いずれか記載の免震装置。
【請求項８】
前記定荷重手段は、
前記可動部材の移動に対して一定の荷重を与える第一の荷重部と、
前記第一の荷重バネが荷重を与える前記可動部材の移動範囲よりも狭い範囲で該可動部材の移動に対して一定の荷重を与える第二の荷重部と、
を有し
前記基板及び前記上部テーブルの距離が予め定められた第一の距離以下となった場合に、免震対象物の重量よりも大きい復元力となるように一定の荷重を与え、前記基板及び前記上部テーブルの距離が第一の距離よりも大きく予め定められた第二の距離以上となった場合に免震対象物の重量よりも小さい復元力となるように一定の荷重を与える請求項１記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震装置には、水平方向の免震と鉛直方向の免震があるが、水平方向に対しては通常の状態で免震対象物に重力等の慣性が作用しないため、建物の一部を水平方向に柔らかくすることで構造物の周期を長くしこれにより地震時における水平方向の入力（応答加速度）を低減したり、さらにダンパーを設けることで地震エネルギーを吸収し地震入カエネルギーの内上部建物の損傷の原因となる成分を低減したりする等、非能動型（パッシブ）な制御でも比較的対応が容易である。これは、局所的な免震装置においても同様である。
【０００３】
これに対し、鉛直方向の免震に関しては、通常の状態で慣性力である重力が免震対象物に作用するため、パッシブに制御しようとした場合、水平方向ほど簡単にはいかない。水平方向免震の場合と同様に一部を柔らかくするだけでは、上下方向の大きな静たわみを生じることになるからである。
【０００４】
そこで、特許文献１、特許文献２に示すように、非線形弾性の復元力特性を利用することで、重力による大きな静たわみを避けた上で、長周期化を可能にすることを目指して種々の開発がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５７２８８号公報
【特許文献２】特開２００８−６９８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２においても、装置の背が高い、また、支持荷重が小さい、荷重変動の対応が難しい、支持荷重の変更に対しバランスウエイトや錘、バネの付加又は取外しのように段階的に対応せざるを得ない等の欠点が未だ解決できない状況である。
【０００７】
そこで、この発明は、前記従来技術を考慮し、装置の高さの低減化を可能にし、支持荷重を増幅出来、荷重変化に簡単に対応できる免震装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、基板と該基板の上方に配置された上部テーブルとの間にあって、前記基板に対する前記上部テーブルの上下方向の変位を上下方向とは異なる方向の変位に拡大する変位拡大手段と、前記変位拡大手段の変位に対して一定の荷重を与える定荷重手段と、を有する免震装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記変位拡大手段は、前記基板及び前記上部テーブルの少なくともいずれか一方に垂直方向に設けられ、斜辺縁又は弧状縁を有する受け部材と、前記受け部材に沿って移動自在に設けられた可動部材と、を有し、前記定荷重手段は、前記可動部材の移動に対して一定の荷重を与える請求項１記載の免震装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記変位拡大手段は、前記上部テーブルの下面から垂下した平行な一対の略二等辺三角形状の垂片と、前記各垂片の一面と摺り合うように前記基板の上面に立設した平行な一対の略二等辺三角形状の立片と、を有し、前記定荷重手段は、前記垂片と立片とが摺り合わさった両側の斜辺縁又は弧状縁にそれぞれスライド自在に設けられた可動部材の間に渡るように設けられている請求項１記載の免震装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記基板及び前記上部テーブルの外周縁の各辺に設けられた蝶番構造体の両板の外端縁を、該基板及び該上部テーブルに回動自在に接続して、該基板及び該上部テーブルを相対的に上下に移動自在に支持する支持手段、をさらに有し、前記変位拡大手段は、対向する一対の前記蝶番構造体の蝶番軸箇所からそれぞれ回転自在に支持され、両側縁に先端側が大きく軸支持部幅が小さい凹湾状に切り欠いた弧状縁を有する作用板を有し、前記定荷重手段は、相対向する前記作用板の両側の各弧状縁に沿ってスライド自在に設けられた可動部材の間に渡るように設けられている請求項１記載の免震装置である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記基板の上方又は下方に設けられ、免震対象物への水平方向の震動に対応する水平免震機構、をさらに有する請求項１乃至４いずれか記載の免震装置である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記水平免震機構は、下面に湾曲凹部を有する上板と、前記上板の下方に設けられ中央部に大径孔を有する下板と、前記下板に対して、前記上板が水平を維持して上下に移動自在とする免震作用体を備え、前記上板の四辺と前記下板の四辺とのそれぞれに両板を回転自在に接続して設けられた蝶番構造体と、前記下板を支持する平板と、前記平板上に載せられ、前記上板の湾曲凹部の山部形状に相応する湾曲形状の少なくとも上部を有するコマと、を有し、前記免震作用体を前記下板の大径孔に前記コマを通して被せ、該コマの上部が前記上板の湾曲凹部に接触し、該免震作用体に作用する振幅が一定値以内では該免震作用体が該コマを中心に湾曲凹部の範囲で移動し定位置に戻る構成であることを特徴とする請求項５記載の免震装置である。
【００１４】
請求項７に係る発明は、前記免震作用体に作用する振幅が一定値を超えた場合に、前記コマが該免震作用体とともに前記平板上を移動可能である請求項６記載の免震装置である。
【００１５】
請求項８に係る発明は、前記可動部材が移動して変位する方向を変更する変更手段、をさらに有する請求項２乃至７いずれか記載の免震装置である。
【００１６】
請求項９に係る発明は、前記定荷重手段は、前記可動部材の移動に対して一定の荷重を与える第一の荷重部と、前記第一の荷重が荷重を与える前記可動部材の移動範囲よりも狭い範囲で該可動部材の移動に対して一定の荷重を与える第二の荷重部と、を有し、前記基板及び前記上部テーブルの距離が予め定められた第一の距離以下となった場合に、免震対象物の重量よりも大きい復元力となるように一定の荷重を与え、前記基板及び前記上部テーブルの距離が第一の距離よりも大きく予め定められた第二の距離以上となった場合に免震対象物の重量よりも小さい復元力となるように一定の荷重を与える請求項２記載の免震装置である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る本発明によれば、支持荷重を増幅しつつ免震対象物に作用する応答加速度を抑制することができる。
【００１８】
請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、装置自体の上下方向に占める範囲を抑制することができる。
【００１９】
請求項３に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、免震対象物に過大な応答加速度が生じることを回避して、免震対象物及びこれを支持する構成が破損に至る事態を有効に防止することができる。従って、建屋をはじめ、各種計測や制御用の精密機器を載せるための免震台や、美術品等を展示するための免震台等、種々の分野に広範に適用が可能となる。
【００２０】
請求項４に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、免震対象物に過大な応答加速度が生じることを回避して、免震対象物及びこれを支持する構成が破損に至る事態を有効に防止することができる。従って、建屋をはじめ、各種計測や制御用の精密機器を載せるための免震台や、美術品等を展示するための免震台等、種々の分野に広範に適用が可能となる。
【００２１】
また、請求項３及び請求項４に係る本発明によれば、上部テーブルと基板との間に定荷重手段を横方向に設けているため、免震装置自体の高さを、従来の免震装置に比べて低くすることができ、さらに定荷重手段を設けることにより鉛直方向の免震のストロークを大きくとることができる。また、非線形弾性の復元力特性を持たせることで重力による過大な静たわみを回避した上で固有周期の長周期化が可能となり、共振が生じるおそれがない。また、斜辺縁又は孤状縁の形状を変更することで、支持荷重が大きいものにも対応できる効果を奏する。
【００２２】
請求項５に係る本発明によれば、請求項１乃至４いずれかに係る本発明の効果に加えて、鉛直方向に加え水平方向に対しても免震効果を有する三次元免震となる。三次元免震によれば、免震対象物が倒れたり破損したりするのをより効果的に抑制することができる。
【００２３】
請求項６に係る本発明によれば、請求項５に係る本発明の効果に加えて、装置自体の水平方向に占める範囲を抑制することができる。さらに、水平方向の免震装置の高さを低く抑えることができる。また、水平方向の免震機構のストロークを従来のものより大きくすることができる。
【００２４】
請求項７に係る本発明によれば、請求項６に係る本発明の効果に加えて、免震装置の復元する限界を超えた振幅の大きな地震等の揺れに対しても免震対象物が転倒したりするおそれがない。
【００２５】
請求項８に係る本発明によれば、請求項１乃至７いずれかに係る本発明の効果に加えて、支持荷重の増幅率を変更することができる。
【００２６】
請求項９に係る本発明によれば、請求項２に係る本発明の効果に加えて、免震対象物に作用する力の範囲を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第一実施形態に係る鉛直免震機構の斜視図である。
【図２】この発明の第一実施形態に係る鉛直免震機構の正面図である。
【図３】この発明の第一実施形態に係る鉛直免震機構の側面図である。
【図４】この発明の第一実施形態に係る鉛直免震機構に上からの荷重がかかった状態の正面図である。
【図５】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の斜視図である。
【図６】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の遮断面図であり、図５のＡ−Ａ線箇所の断面図である。
【図７】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の縦断面図であり、図５のＢ−Ｂ線箇所の断面図である。
【図８】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の上部テーブルを取り除いた概略構成平面図である。
【図９】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の作用板と第２横俸との係止構造を示す拡大要部平面図である。
【図１０】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の原理を示すもので、（ａ）図は上部テーブルが通常の状態の立面図、（ｂ）図は上部テーブルが最高の位置の状態の立面図、（ｃ）図は上部テーブルが最低の位置の状態の立面図である。
【図１１】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の原理を示すもので、（ａ）図は上部テーブルが通常の状態での作用板と第２横棒の関係を示す平面図、（ｂ）図は上部テーブルに荷重がかかり、下がった状態での作用板と第２横棒の関係を示す平面図である。
【図１２】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の上部テーブルの鉛直変位と支持荷重の復元力特性を示すグラフ図である。
【図１３】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の耐荷重を増幅する例を示す図で、（ａ）図は上部テーブルが通常の状態での作用板と第２横棒の関係を示す平面図、（ｂ）図は上部テーブルに荷重がかかり、下がった状態での作用板と第２横棒の関係を示す平面図である。
【図１４】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の耐荷重を増幅する例を用いた場合の、上部テーブルの鉛直変位と支持荷重の復元力特性を示すグラフ図である。
【図１５】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の作用板の孤状縁を二つの曲率の円孤から成るものにした拡大平面図である。
【図１６】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の作用板の孤状縁を二つの曲率の円孤から成るものにした場合の上部テーブルの鉛直変位に対する支持荷重の復元力特性を示すグラフ図である。
【図１７】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の作用板の孤状縁の曲線を変更することにより得られる、上部テーブルの鉛直変位に対する支持荷電の線形の復元力特性を示すグラフ図である。
【図１８】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の荷重増減変更機能付き構成を示す原理図である。
【図１９】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構の荷重増減変更機能付き構成における、三角枠の変化を示す説明図である。
【図２０】この発明の第二実施形態に係る鉛直免震機構を耐荷重変化機能付き装置とするための定荷重バネと変速機を組み合わせた構成を示す説明図であり、（ａ）図は鉛直免震機構の側面立面図、（ｂ）図は鉛直免震機構のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２１】この発明の一実施形態として用いられる水平免震機構の分解斜視図である。
【図２２】この発明の一実施形態として用いられる水平免震機構の縦断面図である。
【図２３】この発明の一実施形態として用いられる水平免震機構の作動状況を示す図で、（ａ）図は通常状態での水平免震機構の状態を示す正面図、（ｂ）図は揺れた時の状態を示す正面図、（ｃ）図は振幅が大きく揺れた時の状態を示す正面図である。
【図２４】この発明の一実施形態として用いられる水平免震機構の水平変位と支持荷重の復元力特性を示すグラフ図であり、（ａ）図は免震作用体の湾曲凹部を円錐にした場合の復元特性を示すグラフ図、（ｂ）図は免震作用体の湾曲凹部を２次曲面にした場合の復元特性を示すグラフ図である。
【図２５】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構の正面図である。
【図２６】図２６におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図２７】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構の変位方向変更部の制御機能の構成図である。
【図２８】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構により支持荷重が増幅される原理を説明する説明図である。
【図２９】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構の変位拡大機構及び定荷重機構の動作を正面からみた模式図である。
【図３０】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構の変位拡大機構及び定荷重機構の動作を上方からみた模式図である。
【図３１】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構における基板に対する上部テーブルの上下方向の変位と、復元力との関係を示すグラフである。
【図３２】この発明の第三実施形態に係る鉛直免震機構の変位方向変更部の動作を説明する模式図である。
【図３３】この発明の第四実施形態に係る鉛直免震機構の正面図である。
【図３４】この発明の第四実施形態に係る鉛直免震機構により支持荷重が増幅される原理を説明する説明図である。
【図３５】この発明の一実施形態として用いられる免震装置の全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図３５は、本発明の一実施形態に係る免震装置２００の全体概略図である。
【００２９】
図３５に示すように、免震装置２００は、鉛直方向（上下方向）の震動（上下動）に対応する鉛直免震機構２０２と、この鉛直免震機構２０２の下方に設けられ水平方向の震動（水平動）に対応する水平免震機構２０４とにより構成される。
なお、鉛直免震機構２０２は、水平免震機構２０４の下方に設けるようにしてもよい。
【００３０】
［第一実施形態］
次に、鉛直免震機構２０２の第一実施形態に係る鉛直免震機構Ａについて、図に基づいて説明する。
図１は第一実施形態に係る鉛直免震機構Ａの斜視図、図２は鉛直免震機構Ａの正面図、図３は鉛直免震機構Ａの側面図、図４は鉛直免震機構Ａの上に免震の対象となる免震対象物を置いた状態を示す正面図である。
【００３１】
鉛直免震機構Ａは、基板１の上に、水平を維持しながら上下に移動自在な上部テーブル２を、これらの相対向する外側縁に設けた二つのリンク機構３により支持している。このリンク機構３は、両端の上下のリンク片３ａ、３ａを回転自在に軸支し、かつ両端の各リンク片３ａ、３ａの軸支部を横方向リンク片３ｂで回転自在に接続している。これにより、上部テーブル２は、基板１に対して、水平を維持しながら、近接又は離反自在となっている。なお、前記リンク機構３は、上部テーブル２又は基板１の相対向する一対の外側縁に設けたが、上部テーブル２等の四辺に設けても良い。また、鉛直方向に設置したリニアスライダーを前記リンク機構に組み合わせることや、前記リンク機構３をリニアスライダーに置き換えることも可能である。
【００３２】
また、前記上部テーブル２の下面から平行な一対の略二等辺三角形状の垂片４（受け部材）を設け、また、前記基板１の上面に、前記垂片４と摺り合わさるように、平行な一対の略二等辺三角形状の立片５（受け部材）を立設している。そして、当該立片５は、前記垂片４を挾むように2枚の片から構成され、前記垂片４が2枚の片の間に挿入自在となっている。これらの垂片４と立片５との摺り合わさった両側の斜辺縁にそれぞれ可動部材として第１横棒６を設け、これらの二つの第１横棒６の間に、前記上部テーブル２の荷重を受ける定荷重機構として定荷重バネ７を渡して設けている。前記定荷重バネ７は伸びが微小な範囲では高い剛性を有し、伸びが微小な範囲を超えると、一定の引張力を支持する巻尺型のものである。
第一実施形態においては、垂片４、立片５、及び第１横棒６により変位拡大機構が構成される。
【００３３】
そして、上部テーブル２に上方から荷重がかかると、図４に示す如く、上部テーブル２は水平を維持しながら下がり、これにより垂片４が立片５に深く挿入される。そして、垂片４及び立片５の両端の斜片縁に沿って第１横棒６が動き、定荷重バネ７は当該荷重に合わせて動く。この装置の減衰は、第１横棒６と垂片４及び立片５の斜辺縁との摩擦により生じる。
【００３４】
この様に定荷重バネ７を用いることにより、地震等の振動に対し、免震することができる。なお、前記垂片４及び立片５は二等辺三角形としたが、この二辺の斜辺縁の勾配を適宜の値にすることで、免震装置の支持荷重を調整することができる。また、これらの垂片４及び立片５の斜辺縁を孤状縁もしくは折れ線縁とすることで、免震装置の復元力特性を調整することもできる。斜辺縁を二次関数の形状とすれば、免震装置は線形の復元力特性を持つ。また、斜辺縁を折れ線とすれば、免震装置は階段状の復元特性を持つ。
【００３５】
［第二実施形態］
次に、鉛直免震機構２０２の第二実施形態に係る鉛直免震機構Ｂついて説明する。
第二実施形態は、第一実施形態の鉛直免震機構Ａをさらに改良した鉛直方向の免震機構である。
図５は鉛直免震機構Ｂの斜視図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図５のＢ−Ｂ線断面図、図８は鉛直免震機構Ｂの上部テーブルを取り除いた概略構成平面図、図９は鉛直免震機構Ｂの作用板と第２横棒の係止構造を示す拡大要部平面図である。
【００３６】
この鉛直免震機構Ｂは、四辺形の基板１１の上に、水平を維持しながら上下に移動自在な四辺形の上部テーブル１２を、上部テーブル１２と基板１１の外周縁の各辺に設けた蝶番構造体１３により支持している。この蝶番構造体１３は、両板１３ａ、１３ｂの外端縁を上部テーブル１２及び基板１１の外縁に夫々回転自在に接続しており、これにより上部テーブル１２を基板１１に対して水平を維持しながら近接又は離反自在に支持している。
【００３７】
また、これらの相対向する一対の蝶番構造体１３の蝶番軸１３ｃ箇所から夫々回転自在に支持された作用板１４を設け、当該各作用板１４の両側縁を、先端幅が大きく軸支部の幅が小さく凹湾状に切り欠いた円孤縁１４ａとし、当該相対向する作用板１４の両側の各円孤縁１４ａに、当該各円孤縁１４ａに沿って移動自在に両端を支持された可動部材として第２横棒１５を設け、当該二つの第２横棒１５の間に定荷重機構として複数の定荷重バネ１６を渡して設けている。
第二実施形態においては、蝶番構造体１３、作用板１４、及び第２横棒１５により変位拡大機構が構成される。
【００３８】
前記各作用板１４の円孤縁１４ａに対する第２横棒１５の両端のスライド自在な係止は、図９に示すように、第２横棒１５の一端に鉤型軸を突出させ、当該鉤型軸にローラ１５ａを回転自在に支持させたものである。これにより第２横棒１５はその両端を各作用板１４の円孤縁１４ａに沿ってスライド自在に係止される。また、この装置での減衰は、前記ローラ１５ａの車輪と車軸の摩擦、もしくは第２横棒１５と定荷重バネ１６の摩擦により生ずるものである。
【００３９】
以下、当該鉛直免震機構Ｂの原理を図１０及び１１に基づいて説明する。
図１０の（ａ）図は上部テーブル１２が通常の状態の立面図を示し、（ｂ）図は上部テーブル１２が最高の位置の状態の立面図、（ｃ）図は上部テーブル１２が最低の位置の状態の立面図を示す。上部テーブル１２に荷重がかかった場合の上部テーブル１２の鉛直変位は、蝶番構造体の両板をHとすると、v = 2H (1−cosθ)となり、蝶番軸１３ｃの水平変位はu = H sinθとなる。
【００４０】
また、図１１の（ａ）図は上部テーブル１２が通常の状態での作用板１４と第２横棒１５の関係を示す平面図、（ｂ）図は上部テーブル１２に荷重がかかり、下がった状態での作用板１４と第２横棒１５の関係を示す平面図である。上部テーブル１２が下がると、蝶番構造体１３の働きにより、蝶番構造体１３の両板１３ａと１３ａは相互により鋭角に折れ曲がり、両側の作用板１４の間隔は開く。
【００４１】
これにより、（ａ）図に示すように、各第２横棒１５は伸びないため、その両端は各ローラ１５ａが作用板１４の円孤縁１４ａに沿ってスライドし、2本の第２横棒１５の間隔は伸びる。この2本の第２横棒１５の間隔の伸び（2w）が2H (1−cosθ)となり、上部テーブル１２の鉛直変位（v）と等しい。これらの第２横棒１５の間に定荷重バネ１６を渡してつないだものである。従って、定荷重バネ１６の支持荷重（合計）N（一定値）と免震装置の復元力Fの間に、Fv = N (2w)の仕事式が成り立つ。v = 2wより、F = Nで上部テーブル１２を支持している。
【００４２】
また、図１２は上部テーブル１２の鉛直変位vと支持荷重Nの復元力Fの特性を示す図である。
【００４３】
また、図１３は耐荷重を増幅する例を示す。この場合、前記作用板１４の円孤縁１４ａの形状を変更し、楕円孤縁１４ｂ（楕円長半径βH）とした。図１３の（ａ）図は上部テーブル１２が通常の状態での作用板１４と第２横棒１５の関係を示す平面図、（ｂ）図は上部テーブル１２に荷重がかかり、下がった状態での作用板１４と第２横棒１５の関係を示す平面図である。この様に、上部テーブル１２に荷重がかかると第２横棒１５は作用板１４の楕円孤縁１４ｂに沿って外方にスライドして二つの楕円孤縁１４ｂの間隔は拡がる。
【００４４】
この場合、2本の第２横棒１５の間隔の伸び（2w）が上部テーブル１２の鉛直変位（v）のβ倍となる。それ故、以下の仕事式Fv = N (2w)と、幾何学的開係式2w = βvが成り立つ。従ってF = βNとなり、定荷重バネ１６の支持荷重(合計)Nのβ倍の力で上部テーブル１２を支持することとなる。
【００４５】
また、図１４は、図１３の場合の上部テーブル１２の鉛直変位vと支持荷重Nの復元力Fの特性を示す図である。
【００４６】
さらに、図１５に示すように、前記作用板１４の孤状縁の形状を2種類の長半径の楕円を接続した孤状縁１４ｃとすることもできる（長半径αH、βH、α＜β）。これにより図１６に示すように階段状の復元力特性を得ることができる。また、前記孤状縁１４ｃの曲線を適宜変更することで、図１７に示すように、線形の復元力も設定可能である。
【００４７】
また、鉛直免震機構Ｂは耐荷重変化の構造を持つこともできる。その一例として、図１８に示すように、前記各第２横棒１５の中央部に二等辺三角形から成る三角枠１７を夫々設け、当該三角枠１７の各斜辺にスライド自在に第３横棒１８を係止し、当該二つの第３横棒１８間に定荷重バネ１９をつないだものである。そして、前記各三角枠１７の長辺１７ａをねじ切り棒とし、当該ねじ切り棒（長辺１７ａ）を伸ばすことにより、図１９に示すように、斜辺１７ｂが伸縮アンテナの構造と同様な構造を有して伸び、傾斜が変化する構成となっている。前記ねじ切り俸状の長辺１７ａは自動又は手動で伸縮自在となっており、これに相応して斜辺１７ｂが伸縮する。この様に荷重増減が変更出来る構成とすることもで
きる。
【００４８】
また、他の例として、前記図１８及び図１９の構成に代えて、定荷重バネと無段階変速機にすることもでき、これにより耐荷重変化の構造を持つことができる。この場合は、定荷重バネ１６を図１８に示すように90度向きを変える必要はない。
【００４９】
図２０は鉛直方向の復元力Fwの最大値を容易に変更したり大きくしたりするために、変速機を利用する構成を示す。図２０の（ａ）図は装置の側面立面図であり、同（ｂ）図は装置のＣ−Ｃ線断面図である。この装置は、柱１０１、スプロケット１０２、チェーン１０３、ギア１０４、定トルクバネ１０５、装置底板１０６、ワイヤー１０７、上部ホイール１０８、下部ホイール１０９により構成されている。この様にギア１０４や変速機を介して定トルクバネ１０５とワイヤー１０７を接続することで、ワイヤー１０７に作用する張力Fの値を変更することや、Fの値を定トルクバネ１０５の支持荷重の数倍に大きくすることができる。
【００５０】
上部ホイール１０８と下部ホイール１０９のギア比が一定であれば、ギア１０４と下部ホイール１０９の半径の比が大きいほどFの値を大きくすることができるが、定トルクバネ１０５に要求されるストロークも大きくなる。また、復元力特性を連続的に変化させたい場合においては、自動車や自転車等に用いられる無断変速機を用いると効果的である。
【００５１】
次に、水平免震機構２０４の詳細について説明する。
図２１は水平免震機構２０４の一実施形態である水平免震機構Ｃの分解斜視図、図２２は水平免震機構Ｃの縦断面図である。
【００５２】
この水平免震機構Ｃは、下面に円錐型凹部２１ａを有する上板２１の四辺と、中央部に大径孔２２ａを有する下板２２の四辺に夫々蝶番構造体２３とを設け、各蝶番構造体２３は、両板２３ａの外端縁を上板２１及び下板２２に回転向在に接続し、前記下板２２に対して、上板２１が、水平を維持しながら上下に移動向在とした免震作用体２４を設けている。
【００５３】
この免震作用体２４の下板２２を支持する平板２５を用意し、当該平板２５上にコマ２６を載せ、当該コマ２６を前記免震作用体２４の下板２２の大径孔２２ａを通して前記上板２１の円錐型凹部２１ａにその上部を当接させている。コマ２６の上部は当該円錐型凹部２１ａに相応する円錐形状であり、下部は円柱形状となっている。
【００５４】
従って、当該免震作用体２４に作用する揺れが一定値以内のストロークであれば、図２３の（ｂ）図に示すように、静止したコマ２６を中心に免震作用体２４が円錐型凹部２１ａの範囲で平板２５上を移動し、また、免震作用体２４にかかる上からの荷重により、図２３の（ａ）図に示すように、円錐型凹部２１ａにガイドされて免震作用体２４は円錐型凹部２１ａの中央部がコマ２６の位置まで戻る。つまり原点に復帰する構成となっている。また、この水平免震機構Ｃに載せる搭載物の重さに関係なく上記作用は行われる。また、減衰は、コマと免震作用体の上板の円錐型凹部との摩擦により行われ、付加的な滅衰装置は不要である。
【００５５】
そして、前記免震作用体２４に作用する揺れのストロークが一定値を超えた場合は、免震作用体２４はコマ２６を中心に円錐型凹部２１ａの端まで移動し、更に、図２３の（ｃ）図に示すように、コマ２６を平板２５上で動かす。そして、図示はしていないが、コマ２６は静止して、円錐型凹部２１ａにガイドされて円錐型凹部２１ａの中央部がコマ２６の位置に戻る。
【００５６】
水平免震機構Ｃではコマ２６の形状を上部が円錐形状、下部が円柱形状としているが、これに限らず、球体、又は変形可能で復元力のある球体等にしても良く、球体等にすれば、さらにストロークが大きくなる。また、前記円錐型凹部２１ａは、他の形状でもよく、二次曲面等、適宜の湾曲凹部であれば良い。
【００５７】
図２４はこの水平免震機構Ｃの水平変位と支持荷重の復元力特性を示すグラフ図であり、（ａ）図は免震作用体の湾曲凹部を円錐にした場合の復元特性を示し、（ｂ）図は免震作用体の湾曲凹部を2次曲面にした場合の復元特性を示す図である。
【００５８】
これは、従来、免震台は平行を維持するため、4個の免震台が必要であり、１片Lの正方形の免震台の場合、片振幅L / 4が限界であった。しかし、大地震時にはより大きいストロークが可能な免震台が要求されている。そこで、特許第３３９４７６６号等において片振幅L / 2（通常の2倍）の振幅の装置が提案されている。
【００５９】
この水平免震機構Ｃのものは、免震作用体２４の上面が常に水平を保持する構造であるため、1台で済む。従って、前記従来のものに比べ倍のストロークが可能である。従って、前記特許第３３９４７６６号と比較して同程度のストロークにも関わらず、機構が大幅に簡素化されており、その上、コマ２６を上述のように球体等にすれば、前記特許第３３９４７６６号のものよりさらにストロークが大きいものになる。しかも、この水平免震機構Ｃは高さを低く抑えることができ、構造の簡素化と相まって、低コストで製造することができる。
【００６０】
また、従来の免震装置では、地震等の揺れが装置の復元する振幅を超えると、衝突が発生し、免震台上の器物が転倒する。しかし、この水平免震機構Ｃではこのような復元する振幅の限界を超えた場合でも、コマ２６が平板２５上を滑り、免震台の上の器物は転倒しない。
【００６１】
水平免震機構２０４としては、転がり支承や滑り支承を用いた構成のものであってもよい。
【００６２】
［第三実施形態］
次に、鉛直免震機構２０２の第三実施形態に係る鉛直免震機構３００について説明する。
図２５は、鉛直免震機構３００の正面図を示す。
図２６は、図２６におけるＤ−Ｄ線断面図を示す。
【００６３】
鉛直免震機構３００は、基板（下部部材）３０２と、上部テーブル（上部部材）３０４と、変位拡大機構３０６と、定荷重機構３０８と、変位方向変更部３１０とを備える。
【００６４】
基板３０２は、例えば平坦な板状に形成され、水平免震機構２０４の上部等に固定される。
上部テーブル３０４は、例えば平坦な板状に形成されており、その上面に免震の対象とする対象物（「免震対象物」と称する）が載置されるようになっている。上部テーブル３０４は、実質的に水平な姿勢を維持しながら基板３０２に対して相対的に上下動自在に配置されている。本実施形態においては、基板３０２が水平となるように配置されており、上部テーブル３０４はこの基板３０２と実質的に平行となるように構成されている。
なお、基板３０２及び上部テーブル３０４には、これら基板３０２と上部テーブル３０４とを相対的に上下動自在に案内するリンク機構３等の支持部材を設けるようにしてもよい。
【００６５】
変位拡大機構３０６は、基板３０２と上部テーブル３０４との間にあって、この基板３０２に対する上部テーブル３０４の上下方向の変位を上下方向とは異なる方向の変位に拡大する。
変位拡大機構３０６は、本実施形態においては、基板３０２の四隅に垂直方向にそれぞれ設けられた下部受け部材３２０と、上部テーブル３０４の四隅に垂直方向にそれぞれ設けられた上部受け部材３２２と、左側及び右側（図２５において左右方向）にそれぞれ設けられた二つの可動部材３２４とを備える。
【００６６】
四つの下部受け部材３２０はそれぞれ、左右方向及び前後方向（図２６において上下方向）に対して対称となるように配置されている。同様に、四つの上部受け部材３２２はそれぞれ、左右方向及び前後方向に対して対称となるように配置されている。
下部受け部材３２０と上部受け部材３２２とは、上下方向については対称となり、前後方向については下部受け部材３２０が上部受け部材３２２よりも外側となるように配置されている。
【００６７】
下部受け部材３２０はそれぞれ、基板３０２に固定された下部固定部材３３０と、この下部固定部材３３０に対して軸３３０ａを介して回転自在に設けられた下部傾斜部材３３２とを備える。下部傾斜部材３３２は、基板３０２及び上部テーブル３０４に対し所定の角度をなすように配置されている。
下部傾斜部材３３２の上面（上部テーブル３０４側の面）には、斜辺縁３３２ａが形成されており、この斜辺縁３３２ａには溝３３２ｂが設けられている。
なお、左右に配置された下部固定部材３３０には、それぞれを接続して固定する補強部材を設けるようにしてもよい。
【００６８】
上部受け部材３２２はそれぞれ、上部テーブル３０４に固定された上部固定部材３４０と、この上部固定部材３４０に対して軸３４０ａを介して回転自在に設けられた上部傾斜部材３４２とを備える。上部傾斜部材３４２は、基板３０２及び上部テーブル３０４に対し所定の角度をなすように配置されている。
上部傾斜部材３４２の下面（基板３０２側の面）には、斜辺縁３４２ａが形成されており、この斜辺縁３４２ａには溝３４２ｂが設けられている。
なお、左右に配置された上部固定部材３４０には、それぞれを接続して固定する補強部材を設けるようにしてもよい。
【００６９】
可動部材３２４は、本実施形態においては、下部受け部材３２０と上部受け部材３２２とに挟まれるように、左右に二つ設けられている。可動部材３２４は軸部材（シャフト）３５０を備え、この軸部材３５０の両端それぞれには第一の回転支持部材３５２と、この第一の回転支持部材３５２の前後方向内側それぞれに位置する第二の回転支持部材３５４とが設けられている。
第一の回転支持部材３５２及び第二の回転支持部材３５４は、例えば、外周に摩擦抵抗（転がり抵抗）を低減する処理の施されたベアリングにより構成され、軸部材３５０に対し回転自在となっている。
【００７０】
第一の回転支持部材３５２は、下部受け部材３２０の斜辺縁３３２ａの溝３３２ｂに嵌り、この溝３３２ｂに案内されて移動するようになっている。また、第二の回転支持部材３５４は、上部受け部材３２２の斜辺縁３４２ａの溝３４２ｂに嵌り、この溝３４２ｂに案内されて移動するようになっている。このように、軸部材３５０は、第一の回転支持部材３５２及び第二の回転支持部材３５４を介して、斜辺縁３３２ａ及び斜辺縁３４２ａに沿って移動自在に設けられている。
【００７１】
定荷重機構３０８は、変位拡大機構３０６の変位に対して一定の荷重を与える。
定荷重機構３０８は、本実施形態においては、左右に設けられた二つの可動部材３２４
を接続するように設けられ、これらの可動部材３２４の移動に対して一定の荷重を与える。定荷重機構３０８は、第一の定荷重部３６０と、第二の定荷重部３６２とにより構成される。
【００７２】
第一の定荷重部３６０は、巻尺型で一定引張力を与える第一の定荷重バネ３７０を備える。第一の定荷重バネ３７０の一端は、一方（例えば左側）の可動部材３２４の軸部材３５０に巻き取られるように固定され、他端は、他方（例えば右側）の可動部材３２４の軸部材３５０に巻き取られるように固定されている。
第一の定荷重部３６０は、可動部材３２４の移動に対して一定の荷重を与える。
【００７３】
第二の定荷重部３６２は、巻尺型で一定引張力を与える第二の定荷重バネ３８０と、例えばコイルバネ等からなる弾性部材３８２と、これら第二の定荷重バネ３８０と弾性部材３８２とを連結する連結部材３８４とを備える。連結部材３８４は、例えばひも状の部材等であり、引張時には連結する両者の距離の変化が生じないように抵抗し、圧縮時には柔軟に追従するものにより構成される。
第二の定荷重バネ３８０の一端は、一方（例えば左側）の可動部材３２４の軸部材３５０に巻き取られるように固定され、他端は、連結部材３８４を介して弾性部材３８２に接続されている。弾性部材３８２の一端は、連結部材３８４を介して第二の定荷重バネ３８０に接続され、他端は、第二の定荷重バネ３８０が固定された可動部材３２４とは異なる側（例えば右側）の可動部材３２４の軸部材３５０に固定されている。
第二の定荷重部３６２は、第一の定荷重部３６０が荷重を与える可動部材３２４の移動範囲よりも狭い範囲でこの可動部材３２４の移動に対して一定の荷重を与える
【００７４】
変位方向変更部３１０は、可動部材３２４が移動して変位する方向を変更する。
変位方向変更部３１０は、本実施形態においては、下部受け部材３２０の斜辺縁３３２ａ及び上部受け部材３２２の斜辺縁３４２ａそれぞれの上下方向に対する傾斜の角度を変更する。変位方向変更部３１０は、基板３０２側に設けられた下部変更部４０２と、上部テーブル３０４側に設けられた上部変更部４０４とを備える。
【００７５】
下部変更部４０２は、下部受け部材３２０の斜辺縁３３２ａの傾斜の角度を変更する。具体的には、下部変更部４０２は、下部直動駆動機構４１２と、第一の下部移動部材４１４と、第二の下部移動部材４１６とを備える。
【００７６】
下部直動駆動機構４１２は、基板３０２の左右方向に渡るようにして設けられた下部リニアシャフト４２０と、この下部リニアシャフト４２０に沿って移動する第一の下部直動部材４２４及び第二の下部直動部材４２６とを備える。第一の下部直動部材４２４と第二の下部直動部材４２６とは、下部リニアシャフト４２０の回転に伴ってそれぞれが反対方向に移動するように構成されている。
【００７７】
第一の下部移動部材４１４は第一の下部直動部材４２４に固定され、左側に設けられた二つの下部受け部材３２０を接続するように前後方向に渡って配置されている。第一の下部移動部材４１４は、第一の下部直動部材４２４の動作に伴って移動するようになっている。
第一の下部移動部材４１４の前後方向両端にはそれぞれ、第一の下部接続部材４３４の一端が軸４１４ａを介して回転自在に設けられている。第一の下部接続部材４３４の他端は、軸３３２ｃを介して下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２に回転自在に設けられている。
第一の下部移動部材４１４の移動に伴って、この第一の下部移動部材４１４に接続された左側の下部傾斜部材３３２の傾斜角度が変更するようになっている。
【００７８】
第二の下部移動部材４１６は第二の下部直動部材４２６に固定され、右側に設けられた二つの下部受け部材３２０を接続するように前後方向に渡って配置されている。第二の下部移動部材４１６は、第二の下部直動部材４２６の動作に伴って移動するようになっている。
第二の下部移動部材４１６の前後方向両端にはそれぞれ、第二の下部接続部材４３６の一端が軸４１６ａを介して回転自在に設けられている。第二の下部接続部材４３６の他端は、軸３３２ｃを介して下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２に回転自在に設けられている。
第二の下部移動部材４１６の移動に伴って、この第二の下部移動部材４１６に接続された右側の下部傾斜部材３３２の傾斜角度が変更するようになっている。
【００７９】
上部変更部４０４は、上部受け部材３２２の斜辺縁３４２ａの傾斜の角度を変更する。具体的には、上部変更部４０４は、上部直動駆動機構４４２と、第一の上部移動部材４４４と、第二の上部移動部材４４６とを備える。
【００８０】
上部直動駆動機構４４２は、上部テーブル３０４の左右方向に渡るようにして設けられた上部リニアシャフト４５０と、この上部リニアシャフト４５０に沿って移動する第一の上部直動部材４５４及び第二の上部直動部材４５６とを備える。第一の上部直動部材４５４と第二の上部直動部材４５６とは、上部リニアシャフト４５０の回転に伴ってそれぞれが反対方向に移動するように構成されている。
【００８１】
第一の上部移動部材４４４は第一の上部直動部材４５４に固定され、左側に設けられた二つの上部受け部材３２２を接続するように前後方向に渡って配置されている。第一の上部移動部材４４４は、第一の上部直動部材４５４の動作に伴って移動するようになっている。
第一の上部移動部材４４４の前後方向両端にはそれぞれ、第一の接続部材４６４の一端が軸４４４ａを介して回転自在に設けられている。第一の接続部材４６４の他端は、軸３４２ｃを介して上部受け部材３２２の上部傾斜部材３４２に回転自在に設けられている。
第一の上部移動部材４４４の移動に伴って、この第一の上部移動部材４４４に接続された左側の上部傾斜部材３４２の傾斜角度が変更するようになっている。
【００８２】
第二の上部移動部材４４６は第二の上部直動部材４５６に固定され、右側に設けられた二つの上部受け部材３２２を接続するように前後方向に渡って配置されている。第二の上部移動部材４４６は、第二の上部直動部材４５６の動作に伴って移動するようになっている。
第二の上部移動部材４４６の前後方向両端にはそれぞれ、第二の接続部材４６６の一端が軸４４６ａを介して回転自在に設けられている。第二の接続部材４６６の他端は、軸３４２ｃを介して上部受け部材３２２の上部傾斜部材３４２に回転自在に設けられている。
第二の上部移動部材４４６の移動に伴って、この第二の上部移動部材４４６に接続された右側の上部傾斜部材３４２の傾斜角度が変更するようになっている。
【００８３】
図２７に示すように、変位方向変更部３１０は、重量検出部５０２と、駆動部５０４と、制御部５０６とを備える。
重量検出部５０２は、上部テーブル３０４に載置された免震対象物の重量を検出する。
駆動部５０４は、例えばモータ等により構成され、下部変更部４０２の下部リニアシャフト４２０及び上部変更部４０４の上部リニアシャフト４５０を回転駆動させる。
制御部５０６は、重量検出部５０２が検出した免震対象物の重量に基づいて、駆動部５０４の駆動を制御する。
なお、下部リニアシャフト４２０及び上部リニアシャフト４５０は、駆動部５０４に代えて手動により回転するようにしてもよいし、駆動部５０４による回転駆動と手動による回転駆動とが選択自在な構成としてもよい。
【００８４】
次に、鉛直免震機構３００により支持荷重が増幅される原理について説明する。
図２８は、鉛直免震機構３００により支持荷重が増幅される原理を説明する説明図を示す。以下、説明を簡略化するため、鉛直免震機構３００を構成する部材の重量は無視するものとする。
【００８５】
図２８において、上部テーブル３０４に載置された免震対象物の重量を「mg（m：免震対象物の質量、g：重力加速度）」、定荷重機構３０８による荷重を「N」、下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２と基板３０２とのなす角度、及び、上部受け部材３２２の上部傾斜部材３４２と上部テーブル３０４とのなす角度これらを同一の「θ」とし、二つの可動部材３２４は鉛直方向に対して同一の高さに位置しているとする。
【００８６】
この場合、可動部材３２４に対して下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２から作用する力について考えると、垂直方向上向きに「mg / 2」の力が作用し、水平方向外向きに「N / 2」の力が作用する（上部受け部材３２２の上部傾斜部材３４２からも水平方向外向きの力が作用するため）。これらの関係から以下の式（１）が成り立ち、式（２）が導かれる。
【００８７】
0005647641.tif 000002
0005647641.tif 000003
【００８８】
このように、鉛直免震機構３００によれば、式（２）に示す「1 / tanθ」の分、支持荷重が増幅されることとなる（以下、式（２）中における「1 / tanθ」を、「増幅率α」と称する）。
【００８９】
次に、変位拡大機構３０６と定荷重機構３０８との動作の詳細について説明する。
図２９は、変位拡大機構３０６及び定荷重機構３０８の動作を正面からみた模式図を示し、図３０は、変位拡大機構３０６及び定荷重機構３０８の動作を上方からみた模式図を示す。
図２９（ａ）、図３０（ａ）は、基板３０２に対して上部テーブル３０４が上方に移動（変位）している状態（以下、「上昇状態」と称する場合がある）を、図２９（ｂ）、図３０（ｂ）は、基板３０２に対して上部テーブル３０４が基準位置（静的釣合位置）にある状態（以下、「基準状態」と称する場合がある）を、図２９（ｃ）、図３０（ｃ）は、基板３０２に対して上部テーブル３０４が下方に移動している状態（以下、「下降状態」と称する場合がある）を、それぞれ示す。
図３１は、基板３０２に対する上部テーブル３０４の上下方向の変位と、抵抗力との関係を示すグラフである。
【００９０】
図２９〜図３１において、基板３０２に対する上部テーブル３０４の上下方向の変位であって基準位置（静的釣合位置）を原点とし鉛直方向下向きを正とするものを「w」、免震対象物を基準位置に復帰させるようにこの免震対象物に作用する復元力を「Rw」とする。
復元力Rwは、免震対象物に作用する鉛直方向上向きの抵抗力「Fw」と免震対象物の重量「mg」との差（Rw = Fw - mg）として表される。基準状態（w = 0）において復元力「Rw = 0」となり、上昇状態（w < 0）において復元力「Rw < 0」（鉛直方向下向きに作用）となり、下降状態（w > 0）において復元力「Rw > 0」（鉛直方向上向きに作用）となる。
【００９１】
また、図２９〜図３１において、第一の定荷重部３６０の荷重を「N1」とし、第二の定荷重部３６２の荷重を「N2」とする。
【００９２】
基準状態においては、第二の定荷重部３６２の初期剛性が復元力Rwとして作用するようになっている（図３１参照）。
具体的には図２９（ｂ）、図３０（ｂ）に示すように、第一の定荷重部３６０においては、第一の定荷重バネ３７０の荷重が可動部材３２４に作用する。一方、第二の定荷重部３６２においては、第二の定荷重バネ３８０と弾性部材３８２とを連結する連結部材３８４が延びた（遊びがない）状態となる。つまり、基準状態においては、弾性部材３８２の剛性による荷重が可動部材３２４に作用する。
このため、基準状態から比較的変位の小さい範囲においては、弾性部材３８２の剛性による復元力Rwが作用することとなる。これにより、通常時において発生することが想定される程度の比較的小さな上下動に対して、免震対象物に過剰な変位wが発生することが抑制される。
【００９３】
上昇状態においては、第一の定荷重部３６０が可動部材３２４に与える荷重N1が復元力Rwとして作用するようになっている（図３１参照）。
具体的には図２９（ａ）、図３０（ａ）に示すように、第一の定荷重部３６０においては、第一の定荷重バネ３７０が初期剛性の範囲を超えて、可動部材３２４に一定の荷重N1を与える。一方、第二の定荷重部３６２においては、連結部材３８４が緩んだ状態となる。つまり、上昇状態においては、第二の定荷重部３６０は可動部材３２４に荷重N2を与えない。
このため、上昇状態においては、鉛直方向下向きの復元力「Rw = αN1 - mg」が作用することとなる。
基準状態から上昇状態にかけて、変位拡大機構３０６は、基板３０２に対する上部テーブル３０４の上向きの変位を、可動部材３２４の水平方向内向きの変位に拡大する。
【００９４】
下降状態においては、第一の定荷重部３６０が可動部材３２４に与える荷重N1及び第二の定荷重部３６２が可動部材３２４に与える荷重N2これらが抵抗力Fwとして作用するようになっている（図３１参照）。
具体的には、図２９（ｃ）、図３０（ｃ）に示すように、第一の定荷重部３６０においては、第一の定荷重バネ３７０が可動部材３２４に一定の荷重N1を与える。一方、第二の定荷重部３６２においては、連結部材３８４が引っ張られた（遊びがない）状態となるとともに弾性部材３８２が最大限に延びた状態となる。つまり、下降状態においては、第二の定荷重バネ３８０は荷重がかかる状態にあり、第二の定荷重部３６０は可動部材３２４に荷重N2を与える。
このため、下降状態においては、鉛直方向上向きの復元力「Rw = α(N1+N2) - mg」が作用することとなる。
基準状態から下降状態にかけて、変位拡大機構３０６は、基板３０２に対する上部テーブル３０４の下向きの変位を、可動部材３２４の水平方向外向きの変位に拡大する。
【００９５】
免震対象物に生じる上下方向の変位が、変位拡大機構３０６により上下方向とは異なる方向の変位とされ、この変位に伴う復元力Rwが予め定められた範囲内となるように構成されているため、この免震対象物に作用する応答加速度が抑制される。ここで、応答加速度とは、鉛直免震機構３００に地震動等が作用した場合の、この鉛直免震機構３００の動作（揺れ）に伴う免震対象物の応答の加速度を示す。
【００９６】
鉛直免震機構３００において、免震対象物に伝達される復元力Rwは以下の式（３）に示す範囲となる。また、免震対象物に伝達される復元力とこの免震対象物の重量との関係は式（４）に示すようになる。
このように、鉛直免震機構３００は、免震対象物に作用する復元力Rwが予め定められた範囲内となるように構成されている。
【００９７】
0005647641.tif 000004
0005647641.tif 000005
【００９８】
次に、変位方向変更部３１０の動作の詳細について説明する。
図３２は、変位方向変更部３１０の動作を説明する模式図を示す。なお、下部変更部４０２及び上部変更部４０４は、傾斜の角度を変更する対象が異なるのみで同様の構成となっているため、以下、下部変更部４０２を用いて説明する。
図３２（ａ）は、下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２と基板３０２のなす角度（以下、「傾斜角度」と称する場合がある）が「θ１」である場合を示し、図３２（ｂ）は、傾斜角度が「θ１」よりも大きい「θ２」である場合を示し、図３２（ｃ）は、傾斜角度が「θ２」よりも大きい「θ３」である場合を示す。
【００９９】
図３２（ｂ）に示すように、傾斜角度が「θ２」である状態においては、第一の下部移動部材４１４及び第二の下部移動部材４１６は、左右方向に移動自在な箇所に位置している。
【０１００】
傾斜角度「θ２」の状態から、駆動部５０４により下部リニアシャフト４２０を回転（例えば右回転）すると、第一の下部移動部材４１４は左方向に移動し、第二の下部移動部材４１６は右方向に移動する。
図３２（ａ）に示すように、第一の下部移動部材４１４が左方向に移動すると、これに伴ってこの第一の下部移動部材４１４に設けられた第一の下部接続部材４３４が左方向に移動する。第一の下部接続部材４３４の左方向への移動に従い左側の下部傾斜部材３３２が押し上げられ、この下部傾斜部材３３２の傾斜角度が減少する（「θ１」となる）ように変更される。
同様に、第二の下部移動部材４１６が右方向に移動すると、これに伴ってこの第二の下部移動部材４１６に設けられた第二の下部接続部材４３６が右方向に移動する。第二の下部接続部材４３６の右方向への移動に従い右側の下部傾斜部材３３２が押し上げられ、この下部傾斜部材３３２の傾斜角度が減少する（「θ１」となる）ように変更される。
【０１０１】
傾斜角度「θ２」の状態から、駆動部５０４により下部リニアシャフト４２０を回転（傾斜角度を減少させた場合とは反対方向に回転、例えば左回転）すると、第一の下部移動部材４１４は右方向に移動し、第二の下部移動部材４１６は左方向に移動する。
図３２（ｃ）に示すように、第一の下部移動部材４１４が右方向に移動すると、これに伴ってこの第一の下部移動部材４１４に設けられた第一の下部接続部材４３４が右方向に移動する。第一の下部接続部材４３４の右方向への移動に従い伴って左側の下部傾斜部材３３２が引き下げられ、この下部傾斜部材３３２の傾斜角度が増加する（「θ３」となる）ように変更される。
同様に、第二の下部移動部材４１６が左方向に移動すると、これに伴ってこの第二の下部移動部材４１６に設けられた第二の下部接続部材４３６が左方向に移動する。第二の下部接続部材４３６の左方向への移動に従い右側の下部傾斜部材３３２が引き下げられ、この下部傾斜部材３３２の傾斜角度が増加する（「θ３」となる）ように変更される。
【０１０２】
このように、変位方向変更部３１０は、下部傾斜部材３３２の傾斜角度を「θ１」〜「θ３」の間で変更するようになっている。傾斜角度を変更することで、上述した式（２）に示す増幅率αが変更されることとなる。
【０１０３】
本実施形態においては、免震対象物の重量「mg」が上述した式（４）を満たすように、増幅率α（すなわち傾斜角度「θ」）が決定される。
具体的には、制御部５０６は、重量検出部５０２が検出した免震対象物の重量「mg」に基づいて、式（４）を満たすように下部リニアシャフト４２０及び／又は上部リニアシャフト４５０を回転駆動するよう駆動部５０４を制御する。
例えば、重量「mg」が上昇状態の抵抗力「Fw = αN1」よりも小さい場合、増減率αを小さくする（すなわち傾斜角度「θ」を大きくする）ように、制御部５０６は駆動部５０４を制御する。
一方、重量「mg」が下降状態の抵抗力「Fw = α(N1+N2)」よりも大きい場合、増減率αを大きくする（すなわち傾斜角度「θ」を小さくする）ように、制御部５０６は駆動部５０４を制御する。
【０１０４】
［第四実施形態］
次に、鉛直免震機構２０２の第四実施形態に係る鉛直免震機構６００について説明する。
第三実施形態に係る鉛直免震機構３００においては、上部テーブル３０４に上部受け部材３２２を設けていたのに対し、第四実施形態に係る鉛直免震機構６００においては、上部テーブル３０４に水平受け部材６２０を設けている点で、両者の構成は異なる。
図３３は、鉛直免震機構６００の正面図を示す。
【０１０５】
鉛直免震機構６００は、基板（下部部材）３０２と、上部テーブル（上部部材）３０４と、変位拡大機構６０６と、定荷重機構３０８と、変位方向変更部３１０とを備える。第三実施形態に係る鉛直免震機構３００と実質的に共通する構成については、説明を省略する。
【０１０６】
鉛直免震機構６００の変位拡大機構６０６は、基板３０２の四隅に垂直方向にそれぞれ設けられた下部受け部材３２０と、上部テーブル３０４の四隅に垂直方向にそれぞれ設けられた水平受け部材６２０と、左側及び右側（図３３において左右方向）にそれぞれ設けられた二つの可動部材３２４とを備える。
なお、水平受け部材６２０は、左右の水平受け部材６２０を一体とした一つの部材として構成し、上部テーブル３０４の前後に平行に設けられるようにしてもよい。
【０１０７】
水平受け部材６２０はそれぞれ、上部テーブル３０４に固定された固定部材６４０を備える。固定部材６４０の下部には水平縁６４０ａが形成されており、この水平縁６４０ａは水平となるように配置されている。水平縁６４０ａには溝６４２ｂが設けられている。
【０１０８】
可動部材３２４は、第四実施形態においては、下部受け部材３２０と水平受け部材６２０とに挟まれるように、左右に二つ設けられている。
第一の回転支持部材３５２は、下部受け部材３２０の斜辺縁３３２ａの溝３３２ｂに嵌り、この溝３３２ｂに案内されて移動するようになっている。また、第二の回転支持部材３５４は、水平受け部材６２０の水平縁６４０ａの溝６４２ｂに嵌り、この溝６４２ｂに案内されて移動するようになっている。
このように、軸部材３５０は、第一の回転支持部材３５２及び第二の回転支持部材３５４を介して、斜辺縁３３２ａ及び水平縁６４０ａに沿って移動自在に設けられている。第四実施形態においては、水平縁６４０ａが水平に配置されているため、第二の回転支持部材３５４には、水平受け部材６２０から鉛直方向の力が作用するものの、水平方向の力が実質的に作用しない構成となっている。
【０１０９】
変位方向変更部３１０は、第四実施形態においては、下部受け部材３２０下部受け部材３２０の斜辺縁３３２ａの上下方向に対する傾斜の角度を変更する下部変更部４０２を備える。
【０１１０】
次に、鉛直免震機構６００により支持荷重が増幅される原理について説明する。
図３４は、鉛直免震機構６００により支持荷重が増幅される原理を説明する説明図を示す。以下、説明を簡略化するため、鉛直免震機構６００を構成する部材の重量は無視するものとする。
【０１１１】
図３４において、上部テーブル３０４に載置された免震対象物の重量を「mg」、定荷重機構３０８による荷重を「N」、下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２と基板３０２とのなす角度を「θ」とし、二つの可動部材３２４は鉛直方向に対して同一の高さに位置しているとする。
【０１１２】
この場合、可動部材３２４に対して下部受け部材３２０の下部傾斜部材３３２から作用する力について考えると、垂直方向上向きに「mg / 2」の力が作用し、水平方向外向きに「N」の力が作用する（水平受け部材６２０の固定部材６４０から水平方向外向きの力が作用しないため）。これらの関係から以下の式（５）が成り立ち、式（６）が導かれる。
【０１１３】
0005647641.tif 000006
0005647641.tif 000007
【０１１４】
このように、鉛直免震機構６００によれば、式（６）に示す「2 / tanθ」の分、支持荷重が増幅されることとなる（増幅率2α）。すなわち、第四実施形態に係る鉛直免震機構６００の増幅率は、第三実施形態に係る鉛直免震機構３００の増幅率αの2倍となる。
【０１１５】
なお、鉛直免震機構２０２の第一実施形態〜第四実施形態それぞれでは、巻尺型の定荷重バネを用いた構成について説明したが、これに限らず、一部にバネを含み全体として定荷重特性を示すものや、バネ以外の要素によって定荷重特性を示すもの等を用いるようにしてもよい。
【０１１６】
鉛直免震機構Ａ、鉛直免震機構Ｂ、鉛直免震機構３００、鉛直免震機構６００、及び水平免震機構Ｃはいずれも、建屋の免震装置は勿論のこと、文化財や美術品を展示するための免震台、コンピュータサーバーやキュービクル内のトランス等の電気機器、測定機器や精密機械器具の免震台又は免震床、工場の安全機器等の免震台等、種々の振動絶縁が要求されている場面に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
２    上部テーブル
３    リンク機構
４    垂片
５    立片
６    横棒
７    定荷重バネ
１１    基板
１２    上部テーブル
１３    蝶番構造体
１４    作用板
１５    横捧
１６    定荷重バネ
１７    三角枠
１８    横棒
１９    定荷重バネ
２１    上板
２２    下板
２３    蝶番構造体
２４    免震作用体
２５    平板
２６    コマ
２００    免震装置
２０２    鉛直免震機構
２０４    水平免震機構
３００    鉛直免震機構
３０２    基板
３０４    上部テーブル
３０６    変位拡大機構
３０８    定荷重機構
３１０    変位方向変更部
３２０    第一の受け部材
３２２    第二の受け部材
３２４    可動部材
３５２    第一の回転支持部材
３５４    第二の回転支持部材
３６０    第一の定荷重部
３６２    第二の定荷重部
３７０    第一の定荷重バネ
３８０    第二の定荷重バネ
４０２    第一の変更部
４０４    第二の変更部
５０２    重量検出部
５０４    駆動部
５０６    制御部
６００    鉛直免震機構
６０６    変位拡大機構
６２０    水平受け部材
【図１】
0005647641.tif 000008
【図２】
0005647641.tif 000009
【図３】
0005647641.tif 000010
【図４】
0005647641.tif 000011
【図５】
0005647641.tif 000012
【図６】
0005647641.tif 000013
【図７】
0005647641.tif 000014
【図８】
0005647641.tif 000015
【図９】
0005647641.tif 000016
【図１０】
0005647641.tif 000017
【図１１】
0005647641.tif 000018
【図１２】
0005647641.tif 000019
【図１３】
0005647641.tif 000020
【図１４】
0005647641.tif 000021
【図１５】
0005647641.tif 000022
【図１６】
0005647641.tif 000023
【図１７】
0005647641.tif 000024
【図１８】
0005647641.tif 000025
【図１９】
0005647641.tif 000026
【図２０】
0005647641.tif 000027
【図２１】
0005647641.tif 000028
【図２２】
0005647641.tif 000029
【図２３】
0005647641.tif 000030
【図２４】
0005647641.tif 000031
【図２５】
0005647641.tif 000032
【図２６】
0005647641.tif 000033
【図２７】
0005647641.tif 000034
【図２８】
0005647641.tif 000035
【図２９】
0005647641.tif 000036
【図３０】
0005647641.tif 000037
【図３１】
0005647641.tif 000038
【図３２】
0005647641.tif 000039
【図３３】
0005647641.tif 000040
【図３４】
0005647641.tif 000041
【図３５】
0005647641.tif 000042