(57)【要約】  地震の振動などの振動による損傷から高重量のまたは繊細な設備（実験設備またはコンピュータ設備など）などペイロードを保護するための、改良された絶縁フローリングシステムおよびそれらを使用するための方法が開示される。好ましい実施形態においては、本発明は、地震振動の全加速から高重量のおよび／または影響を被りやすい物体を絶縁する方法へと向かうものである。
2014520980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペイロードを支持するための地震絶縁システムであって、
ａ）上部表面および下部表面を有し、上部表面の上に配置されるペイロードを支持するように構成された、水平配向支持パネルと、
ｂ）フローリングパネルに対して接合され、フローリングパネルおよび前記ペイロードを支持するように構成された、剛性フレームと、
ｃ）第１のフレームの底部側に接合される複数の下向き絶縁軸受半部であって、該下向き絶縁軸受半部の各々は下向き凹状軸受表面を備えている、前記複数の下向き絶縁軸受半部と、
ｄ）複数の地震絶縁フットプレートであって、該フットプレートの各々は凹状上向き軸受表面を備える上向き軸受半部を備えており、前記フットプレートの各々は基礎に対して固定的に接合され、前記フットプレートの各々の上向き凹状軸受表面は、対応する下向き軸受半部の第２の下向き凹状軸受表面に対向し、該第２の下向き凹状軸受表面との間に空洞部を画成する、前記複数の地震絶縁フットプレートと、
ｅ）かかる各空洞部の中に配置される少なくとも１つの剛性玉であって、該玉は動作中に下向き軸受半部と上向き軸受半部との間に隙間を維持するのに十分な強度を有するように構成されている、前記少なくとも１つの剛性玉と、を備え、
地震震動の際には、各地震軸受半部が対応する対向するフットプレートに対して移動することにより、前記地震震動の十分な力から前記ペイロードを緩衝する、地震絶縁システム。
【請求項２】
前記水平支持パネルは、単一のパネルシートからなる、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項３】
前記水平支持パネルは、複数のパネルシートからなる、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項４】
前記フレームは剛性細長部材の網状体からなり、前記複数の絶縁軸受半部の各々は前記フレームの底部側に接合される、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項５】
前記フレームは、前記支持パネルにボルト固定される、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項６】
各軸受における前記対向する上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面のうちの少なくとも一方が、それらにより形成された対応する空洞部から前記剛性玉が移動するのを防止するように構成された外側リムを備える、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項７】
各軸受の前記軸受表面は、静止位置において相互に接触しない、請求項６に記載の絶縁システム。
【請求項８】
少なくとも１対の対向する上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面の各々は、少なくとも部分的に円錐状の形状を有する、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項９】
少なくとも１対の対向する上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面の各々は、部分的に球状であり部分的に凹状の形状を有する、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項１０】
少なくとも１対の対向する上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面の各々は、円錐形状および球形状の組合せからなる形状を有する、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項１１】
前記対向する上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面の各々の直径が、約２０．３ｃｍ（約８インチ）〜約９１．４ｃｍ（約３６インチ）の間である、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項１２】
基礎に対して接合されるとともに剛性細長部材の網状体からなる剛性の第２のフレームをさらに備え、該第２のフレームは、上向き凹状軸受表面を備える前記複数のフットプレートの各々に対して接合される、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項１３】
前記フットプレートの各々は、床または基礎の中の凹部内に位置しており、前記床または前記基礎に対して固定される、請求項１に記載の絶縁システム。
【請求項１４】
前記絶縁システムの前記支持プレートは周囲の基礎と実質的に同一の高さに位置し、前記凹部は、前記絶縁システムと前記周囲の基礎との間に、該基礎の地震震動に応答して必要となる前記水平支持パネル、前記ペイロード、前記第１のフレーム、および前記下向き軸受半部の移動に対応するのに十分な大きさの隙間を画成する、請求項１３に記載の絶縁システム。
【請求項１５】
振動からペイロードを絶縁するための方法であって、該方法は、
地震絶縁システムの上にペイロードを支持することを備え、
前記地震絶縁システムは、
ａ）上部表面および下部表面を有し、前記ペイロードを支持するように構成された、水平支持パネルと、
ｂ）前記ペイロードおよび前記支持パネルを支持するように構成され、該支持パネルに対して接合される、剛性フレームと、
ｃ）複数の絶縁軸受半部であって、各軸受半部は前記フレームに対して接合されるとともに下向き凹状軸受表面を備える、前記複数の絶縁軸受半部と、
ｄ）複数の絶縁フットプレートであって、該絶縁フットプレートの各々は上向き凹状軸受表面を備えるとともに基礎に対して接合され、前記フットプレートの各々の上向き凹状軸受表面は、対応する地震軸受半部の下向き凹状軸受表面に対向し、該下向き凹状軸受表面との間に空洞部を画成する、前記複数の絶縁フットプレートと、
ｅ）かかる各空洞部の中に配置される前記ペイロードを支持するのに十分な硬さを有する剛性玉と
を備え、
地震振動の際には、各地震軸受半部が対応する対向するフットプレートに対して移動することにより、前記地震振動の十分な力から前記ペイロードを緩衝する方法。
【請求項１６】
地震絶縁システムにおいて、
ａ）産業ペイロードを支持するように構成された支持パネルと、
ｂ）前記支持パネルに対して接合された前記産業ペイロードを支持するのに十分な強度を有するフレームであって、該フレームは金属または金属合金を含む連結された細長構造部材からなる、前記フレームと、
ｃ）前記フレームに対して接合され、下向き凹状軸受表面を有する、複数の下向き絶縁軸受半部と、
ｄ）基礎に対して接合された上向き凹状軸受表面を有するとともに複数の空洞部を画成すべく対応する下向き凹状軸受表面と対向する、複数の上向き絶縁軸受半部と、
ｅ）各空洞部内に収容されて、前記上向き軸受半部から前記下向き軸受半部を分離させ、前記ペイロードの重量の少なくとも一部を支持する、少なくとも１つの剛性玉と
を備え、
各空洞部を画成する前記上向き凹状軸受表面および対向する対応する下向き凹状軸受表面の少なくとも一方が、全体的にもしくは部分的に円錐形の、球形の、または放物形の断面形状を有しており、
前記支持パネルは周囲の床または基礎と実質的に同一の高さに位置するとともに、前記支持パネルと前記周囲の床または基礎との間に隙間を画成する凹部によって囲まれ、地震
震動の際に前記床または基礎に対する前記支持パネルの移動を許容する、地震絶縁システム。
【請求項１７】
前記細長構造部材は金属桁からなる、請求項１６に記載の絶縁システム。
【請求項１８】
前記支持パネルは異なる材料の層からなる、請求項１６に記載の絶縁システム。
【請求項１９】
対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面の各対の断面形状が同一である、請求項１６に記載の絶縁システム。
【請求項２０】
対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面の少なくとも一方の断面形状が、部分的に円錐状の、球状の、または放物状の断面形状からなる群より選択される第１の形状と、少なくとも１つの付加的な第２の形状とからなる、請求項１６に記載の絶縁システム。
【請求項２１】
対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面の各対の断面形状が同一である、請求項２０に記載の絶縁システム。
【請求項２２】
対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面の少なくとも一方の断面形状が、直線断面形状からなる群より選択される第１の形状と、曲線状の付加的な第２の形状とからなる、請求項２０に記載の絶縁システム。
【請求項２３】
前記対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面は、約２０．３ｃｍ（約８インチ）〜約９１．４ｃｍ（約３６インチ）の間の直径を有する、請求項１６に記載の絶縁システム。
【請求項２４】
前記対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面は、約２０．３ｃｍ（約８インチ）〜約９１．４ｃｍ（約３６インチ）の間の直径を有する、請求項２２に記載の絶縁システム。
【請求項２５】
対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面の各対の断面形状が、浅い中央へこみ部と、浅い曲線部分と、直線断面形状からなる群より選択される第１の形状および曲線状の付加的な第２の形状を備える周部とを備える、請求項２２に記載の絶縁システム。
【請求項２６】
地震絶縁システムであって、該システムは、ペイロードを収容するように構成されたハウジングであって、該ハウジングは上部表面および下部表面を備える下部フレームまたは下部プレートを有する、前記ハウジングと、前記ハウジングの前記下部フレームまたは前記下部プレートに対して接合された凹状下向き軸受表面を備え、前記下部フレームまたは前記下部プレートの下部表面の下方に突出する、複数の軸受半部と、対応する凹状下向き軸受表面に直接的に対向するように配向される凹状上向き軸受表面を備えるとともに対向する凹部間に複数の空洞部を画成する、複数のフットプレートと、各空洞部において凹状上向き軸受表面の上に静止しているとともに凹状下向き軸受表面を支持する少なくとも１つの剛性玉とを備え、前記フットプレートは、前記地震絶縁システム、前記ハウジング、および前記ペイロードを支持するように構成されたパッドに対して接合される、地震絶縁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地震絶縁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震震動（およびかかる震動により生じる損傷）は、地球の地殻内のプレート同士が相互に対して摺動することにより引き起こされる３つの基本的なタイプの弾性波の結果によるものであり、これらの波の中の２つは、岩石中を移動することが可能なものである。これらの３つの波の中の第１のものは、１次波すなわちＰ波である。この波は、圧縮波であり、岩石中および流体中を移動方向に直線的に伝播する。これは、最も高速で移動する地震波である。２次波すなわちＳ波は、一般的に、Ｐ波よりも低速で移動し、その波動は、移動方向に対して直角（上下方向および／または左右方向）となる。構造物に対して最大の損傷を与えるのが、このＳ波である。
【０００３】
第３のタイプの波は、表面波と呼ばれ、地表面に限定される。このタイプの波は、水面上のさざ波と同様の運動を有する。表面波には２つのタイプが存在する。第１は、ラブ波と呼ばれ、垂直方向変位を殆どまたは全く有さない左右方向運動を有するＳ波の波動に類似するものである。これらの波は、事実上全てのエネルギーが水平面内において利用されるため、物体に対して大きな損傷をもたらし得る。第２のタイプの表面波は、レーリー波と呼ばれる。これは、海洋波と同様であり、移動方向に対して垂直面および水平面の両方において変位を生じさせ得る。
【０００４】
Ｐ波およびＳ波は、振動にさらに影響を及ぼす特徴を有する。これらの波が、地殻内の岩石層の中を移動する場合には、これらは、異なる岩石タイプ間の界面にて反射または屈折される。どちらか一方の波が屈折または反射される場合であっても、あるタイプのエネルギーの一部が、他のタイプの波へと変換される。例えば、Ｐ波が上方へと移動し沖積層の底部に衝突すると、そのエネルギーの一部はＰ波として沖積層中を上方に通過し、一部が変換されたＳ波運動として通過する。すなわち、所与の位置における振動方向（例えば左右、前後、または斜め方向）は、波の移動方向および振動を被ることとなる大まかな位置における地殻の性質（密度および均質性）を含む因子により左右されるため、通常は完全には予測し得えない。さらに、これは、これらの波を引き起こした断裂部を有する断層の位置によっても左右される。
【０００５】
従来的には、２つのアプローチが、地震事象による物体またはペイロードに対する損傷または損害を防止または制限するために利用されてきた。特に構造物自体と共に利用される第１のアプローチにおいては、物体またはペイロードは、予期される最大の地震に耐えるのに十分な強度で製造される。しかし、この方法を単独で使用することは、高マグニチュードおよび長期間の震動により引き起こされる損傷の、ならびに振動の指向性の、相対的な予測不能性に加えて、非常に費用が掛かり得る上に、構造物内に収容されることとなるペイロードにとって必ずしも適したものとはならない。
【０００６】
第２のアプローチにおいては、物体は、物体が地震波の主要部分を被らないように、振動から絶縁される。いくつかの例においては、例えば「地震絶縁フローリング」などの絶縁フローリングが、使用または提案されてきた。かかるフローリングは、一般的には、以下の特徴、すなわち摺動プレートと、このプレートとの間に低摩擦要素を介在した状態でこのプレート上に摺動自在に取り付けられる支持フレームと、支持フレームとプレートとの間に水平方向に配設された複数のばねおよび／または軸方向ガイドと、垂直方向に配設されたばねを介して支持フレーム上に取り付けられた床と、支持フレームと床との間に垂
直方向に配設されたいくつかの減衰器と、平常使用中に垂直方向ばねを固定するためのラッチ、との中のいくつかまたは全ての組合せを備えるものであった。
【０００７】
かかる既存のシステムのいくつかの欠点には、ラッチ手段が解除される最小加速を確立することが困難であること、床が解除された後にラッチ手段をリセットすることが困難であること、床が水平方向に移動した後にこの床を復元させることが困難になり得ること、散逸力または減衰力が各荷重に対して再較正されなければならないこと、垂直方向ばねに対する搖動の危険性が存在すること、ならびに、垂直方向ばねの横方向剛性が水平方向ばねに対して無視し得るものではないため、水平方向ばねの設置およびそれらの有効性の評価が困難であることが含まれる。
【０００８】
イシダら（ｉｓｈｉｄａ  ｅｔ  ａｌ）の特許文献１は、部分的にはばねの長さを調節することにより、フローリングの絶縁効果を始動させるために必要な最小加速を事前設定するための長さ調節手段を備える、摺動タイプの絶縁床を提案している。
【０００９】
ヤマダら（Ｙａｍａｄａ  ｅｔ  ａｌ）の特許文献２は、クーロン摩擦の特徴をそれぞれ備える上方摩擦プレートおよび下方摩擦プレートを有する摩擦デバイスと、相対変位および残留変位を所望の値未満まで低下させる水平方向に配置されるばねとを備える、摺動タイプの地震絶縁装置を開示している。上方摩擦プレートは、油で含浸された材料を備えるが、下方摩擦プレートは、硬質のクロムまたはニッケルのプレートを備える。
【００１０】
シュタール（Ｓｔａｈｌ）の特許文献３は、床およびフレームに対して連結されるベースプレートを備える、例えば美術品、機器、ケース、または保護ハウジングなどを保護するための地震絶縁装置を開示している。可動枢動レバーは、フレーム中のばねに対して、およびベースプレートに対して連結される。物体は、フレームの頂部上に配置される。フレームおよび物体に対する基礎およびベースプレートの移動により、レバーの圧縮およびばねの伸張が生じ、次いでこれが、ベースプレートに対して固定されたケーブルを介して復元力をもたらし、慣性に対する初期抵抗が、ベースプレートとフレームとの間の摩擦により引き起こされる。
【００１１】
コンドウら（Ｋｏｎｄｏ  ｅｔ  ａｌ）の特許文献４は、上に配置された物体の地震絶縁のための床システムについて記載している。このシステムは、基礎の上方に配設される床と、基礎に対する床の水平方向における移動が可能となる態様で床を支持するための複数の支持部材と、基礎と床部材との間に配設されたばねを備える複数の復元デバイスとを備える。復元部材は、２対の摺動部材を備え、各対の摺動部材は、相互方向および相互から離れる方向に移動可能である。各対の摺動部材は、水平面内において相互に直角に配設される。
【００１２】
スタイルズら（Ｓｔｉｌｅｓ  ｅｔ  ａｌ）の特許文献５は、床と、床と複数の基礎パッドまたは基礎支柱との間に配設された複数の玉継手を備える基礎との間の、地震絶縁システムを開示している。この絶縁デバイスにおいては、軸受は、硬化エラストマー材料（またはばね）に対して装着された可動継手を備える。この弾性材料は、玉継手の上方表面に装着され、したがって床と玉継手との間に挟まれる。したがって、軸受は、垂直方向移動に応答して床に対して傾斜する。したがって、床は、基礎支柱の下方の地面の歪みによる座屈圧力に適応することが可能となる。しかし、この開示されるデバイスは、加速抵抗的に水平方向に移動するようには設計されない。
【００１３】
フジモト（Ｆｕｊｉｍｏｔｏ）の特許文献６は、コンドウ（Ｋｏｎｄｏ）の地震絶縁デバイスと非常に類似する地震絶縁デバイスと、転がり玉がストラットの先端部に配設されてボールペンと同様の態様で床から下方に突出するものを含む様々な他のデバイスとを開
示している。
【００１４】
ベイカー（Ｂａｋｋｅｒ）の特許文献７は、建造物の上部構造の重量を支持するために軸受玉が間に配設された対向する内方凹状表面を備える、建造物用のバランスブロックへと向かうものである。
【００１５】
ケメニー（Ｋｅｍｅｎｙ）の特許文献８は、ボール・イン・コーン軸受（ｂａｌｌ−ｉｎ−ｃｏｎｅ  ｂｅａｒｉｎｇ）を開示している。ケメニー（Ｋｅｍｅｎｙ）の特許文献９は、転がり玉絶縁軸受を含む地震絶縁プラットフォームを開示している。２００７年３月３０日に出願されたハバードら（Ｈｕｂｂａｒｄ  ｅｔ  ａｌ）の特許文献１０は、上に配置されたペイロードを絶縁するための方法および浮張りアクセスフローリング構造体（ｒａｉｓｅｄ  ａｃｃｅｓｓ  ｆｌｏｏｒｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を開示している。絶縁軸受が、２０１１年３月４日に出願された米国特許出願第１３／０４１，１６０号と、２０１１年３月４日に出願されたモレノら（Ｍｏｒｅｎｏ  ｅｔ  ａｌ）の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／２７２６９号とに開示されている。
【００１６】
この特許出願に引用される全ての特許、特許出願、および他の公開は、いずれかの特定の引用が本願明細書に援用されるものとして明確に示されるか否かにかかわらず、それらの全体が、本開示の一部として本願明細書にそれぞれ援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４，３７１，１４３号
【特許文献２】米国特許第４，９１７，２１１号
【特許文献３】米国特許第４，８０１，１２２号
【特許文献４】米国特許第４，６６２，１３３号
【特許文献５】米国特許第６，３２４，７９５号
【特許文献６】米国特許第５，８１６，５５９号
【特許文献７】米国特許第２，０１４，６４３号
【特許文献８】米国特許第５，５９９，１０６号
【特許文献９】米国特許第７，７８４，２２５号
【特許文献１０】米国特許公開第２００７／０２６１３２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、地震震動または他の振動誘発事象の際に、産業構造物、高重量構造物、あるいは高価値の、高額な、および／または繊細な物体ならびに設備（例えばサーバおよびハードドライブアレイなどのコンピュータ設備などを含む）が変位することによる、人身傷害、設備動作の無効化、および／または物品損害を防止するのを補助するための、好ましくは産業計器（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｇｕａｇｅ）の振動絶縁構成要素に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このシステムにより支持される設備は、産業用の製造設備、加工設備、または包装設備、組立ライン構成要素、メーンフレームコンピュータなどのコンピュータ構成要素、ロボット設備または半ロボット設備のコンピュータ構成要素、ダイナモ等々の電気設備、実験設備および病院設備、危険化学薬品保管キャビネット（したがって傷害、爆発、および火災等々の可能性を防止する）、美術品（彫刻および絵画など、それらに限定されない）、機械類、ならびに人間等々を含んでもよいが、それらに限定されない。本明細書においては、本地震絶縁システムにより損傷または傷害から保護されるべき材料、物体、および構造物は、「ペイロード」と一括して呼ばれる。
【００２０】
したがって、本発明は、ペイロードが被る振動エネルギーまたは振動加速の量を減衰または低減させるための高耐荷重型産業用振動絶縁システムまたはフローリングシステムを提供する。ペイロードが被る振動、振動エネルギー、加速、または変位を「低減させる」ことは、かかる低減が、絶縁されていないペイロードが被るそれらの振動、振動エネルギー、加速、または変位に対して行われるものであることを意味する。
【００２１】
好ましくは、基礎、スラブ（セメントもしくはコンクリートのスラブまたはパッド）、あるいは床により支持される、本明細書において説明されるおよび特許請求される絶縁システムは、「浮張り」フローリングシステムという用語の通常の意味においてそれに該当するものではない。なぜならば、この好ましい絶縁システムは、冷却システムもしくは加熱システムなどの機械的および電気的な供給設備、電力ケーブルもしくはデータケーブルなどの設備接続、または導管の通路用の隠れ空部を形成するために、支持プレートの下方にアクセススペースを提供するように設計されない。したがって、既述の他のシステムとは異なり、本システムは、フローリングが載置される高さが調節可能なもしくは固定型のサポートの床下の下部構造または台を使用して設計されない。本明細書においては、「台」という用語は、端部に装着式の絶縁軸受半部（上向きまたは下向きのいずれかの）が接合され、支持プレートの下方にアクセススペースが形成された、例えば約１５．２ｃｍ（約６インチ）超の、または約３０．５ｃｍ（約１２インチ）の、または約４５．７ｃｍ（約１８インチ）の、または６１ｃｍ（約２４インチ）の、またはそれ以上の、上方突出柱または下方突出柱を意味する。
【００２２】
「基礎」は、特許請求される産業用絶縁システムおよびペイロードの両方をしっかりと支持するのに十分な強度を適切に有する、本発明の絶縁システムの下部部分が載置されるベースを意味する。常にというわけではないが、好ましい一実施形態においては、絶縁システムを支持する基礎は、周囲の床またはベースの平面より下方に位置決めされて、ペイロードが配置される支持プレートまたは支持パネルは、周囲の床またはベースと実質的に同一の高さまたは同一の平面に位置する。特に好ましい実施形態においては、基礎は、周囲の床またはベースの平面の高さよりも低い高さを有し、この平面に対して平行な、凹部またはトレンチを備えるか、あるいはこの凹部またはトレンチ内に備えられる。
【００２３】
本発明の突出した１つの特徴においては、絶縁システムは、水平支持プレートまたは水平支持パネルの下部表面が設置および接合される高強度フレーム（例えばＩ形鋼セクションなどの桁セクションを使用する高耐荷重性フレームなど）を備えるか、あるいはこの高強度フレームにより支持される。支持プレートの上部表面は、絶縁すべきペイロードを収容する。支持プレートは、高い一体強度を有するように、および荷重下における曲げまたは破壊に抵抗するように、製造される。例えば、支持パネルまたは支持プレートは、１つまたは複数の金属シートから全体的にまたは部分的に製造されてもよい。支持パネルを備える代替的なまたは追加の材料には、金属支柱または金属梁、炭素繊維複合材料、繊維ガラス、木材、コンクリート、サーモポリマー、およびサーモポリマー複合材料等々が含まれてもよい。一般的には中実であるが、支持プレートまたは支持パネルは、いくつかの実施形態においては、構造強度を実質的に犠牲にすることなく重量を軽減するために、例えば格子状またはハニカムタイプの構造体などの開口を備えてもよい。
【００２４】
さらに、支持パネルまたは支持プレートを支持するフレームは、複数の絶縁軸受により基礎（例えばコンクリートスラブまたはコンクリートパッド）の上に支持される。かかる軸受はそれぞれ、互いに分離されるとともに少なくとも１つの剛性球状玉を収容する対向する凹状上方軸受表面および凹状下方軸受表面により画成される空洞部を備える。絶縁システム上のペイロードの重量は、少なくとも１つの凹状のまたは円錐状の表面を備えるこれらの軸受により支持され、かかる軸受はそれぞれ、玉を備える。好ましくは、軸受は、
ボール・イン・コーン軸受であるか、または種々の断面形状を備える軸受表面を備える。システムがペイロードを支持するようになされる具体的な方法は、複数の変更の中のいずれかを受け、かかる変更の全てが、本発明の範囲内に包含される。
【００２５】
特に好ましい実施形態においては、軸受表面空洞部の断面輪郭は、少なくとも１つの直線領域を含む複合形状を備える。他の実施形態においては、軸受表面空洞部の断面輪郭は、少なくとも１つの曲線領域を含む複合形状を備える。最も好ましい実施形態においては、軸受表面空洞部の断面輪郭は、少なくとも１つの直線領域および少なくとも１つの曲線領域を含む複合形状を備える。
【００２６】
本絶縁システムは、数百キロ〜数トン（数百ポンド〜数トン）またはそれ以上の範囲に及ぶペイロードを支持するように作製される。好ましい実施形態においては、絶縁プラットフォームは、９０７．１８ｋｇ（１トン）もしくは数トン（数トン）、または９．０７１８トン（１０トン）、またはそれ以上のペイロード質量を支持するのに十分な強度を有する。「ペイロード質量」または「ペイロード重量」は、絶縁システムの上に１度に配置される全ての物体の質量の組合せを意味する。
【００２７】
ペイロードには、一般的には、製造設備、製品加工設備、包装設備、および／または、サーバおよびハードディスクアレイなどのコンピュータ設備等々の産業設備が含まれる。ペイロードは、追加的には代替的には、建造物もしくは他のかかる構造物の構造構成要素、またはそれらの一部を含んでもよい。
【００２８】
本発明は、高重量構造物、建造物、橋梁、および他の大型の建物を含むペイロードなどの、構造支持および地震安定化の分野において有用である。現時点において好ましい態様においては、本発明は、製造設備、実験設備、コンピュータ設備、製品加工設備、および／または包装設備、コンピュータ設備、および／または他の価値の高い設備などの各設備を、他の場合であればかかる設備に損傷を与えかねない地震振動を含むがそれに限定されない振動に対して支持するおよび安定化させるのに有用である。
【００２９】
先に示したように、基礎は、地上高さ以外の高さに存在してもよい。本発明の範囲を限定することなく、しばしば、基礎は、構造物の地上高さに位置する連続的なコンクリートスラブまたは他のスラブを含むか、その上に構築されるか、またはパッド上で地上高さの上方に持ち上げられる。他の実施形態においては、基礎は、本明細書においてさらに説明されるように、上記に示した水平支持パネルがかかるベースのまたは床の高さと実質的に同一高さに位置し得るように、ベースまたは床の高さに凹部を備えてもよい。ベースまたは床の高さは、既存の床もしくはスラブを、または特注の床またはスラブを備えてもよく、この床は、地上高さに、地上高さより下の位置に、またはこの床が含まれる建造物の２階もしくはより高層階に存在してもよい。
【００３０】
したがって、好ましい一実施形態においては、本発明は、ペイロードを支持するための地震絶縁システムであって、ａ）上部表面および下部表面を有し、この上部表面の上に配置されるペイロードを支持するように構成された、水平配向支持パネルと、ｂ）フローリングパネルに対して接合され、該フローリングパネルおよびペイロードを支持するように構成された、剛性フレームと、ｃ）該第１のフレームの底部側に接合される複数の下向き絶縁軸受半部であって、該下向き絶縁軸受半部の各々は下向き凹状軸受表面を備えている、前記複数の下向き絶縁軸受半部と、ｄ）複数の地震絶縁フットプレートであって、該フットプレートの各々は凹状上向き軸受表面を備える上向き軸受半部を備えており、前記フットプレートの各々は基礎に対して固定的に接合され、前記フットプレートの各々の上向き凹状軸受表面は、対応する下向き軸受半部の第２の下向き凹状軸受表面に対向し、この第２の下向き凹状軸受表面との間に空洞部を画成する、複数の地震絶縁フットプレートと
、ｅ）かかる各空洞部の中に配置される少なくとも１つの剛性玉であって、該玉は動作中に下向き軸受半部と上向き軸受半部との間に隙間を維持するのに十分な強度を有するように構成されている、前記少なくとも１つの剛性玉とを備え、地震震動の際には、各地震軸受半部が対応する対向するフットプレートに対して移動することにより、前記地震震動の十分な力から前記ペイロードを緩衝する。
【００３１】
一実施形態においては、水平支持パネルは、単一のパネルシートまたは複数のパネルシートのいずれかを備える。この実施形態においては、シートは、パネルの質量を低減させるために１つまたは複数の開口を備えてもよく、あるいは中実であってもよい。支持パネルは、実質的に均質の材料もしくは材料の混合物を含んでもよく、または、積層体でなど、種々の材料（もしくは材料混合物）の層を備えてもよい。例えば、限定されるものではないが、この支持パネルは、金属合金、木材、熱可塑性プラスチック、ガラスウール、ポリマー樹脂、炭素繊維、および／または同様の材料の任意のものまたはそれぞれの１つまたは複数の層を備えることにより、好ましくは支持プレートの質量を好都合に低く維持しつつ、支持パネルに高い強度および構造的完全性を与えてもよい。
【００３２】
本発明の好ましい一実施形態においては、フレームは、剛性の縦横に配置された細長支持部材の網状体を備え、複数の下向き地震絶縁軸受半部はそれぞれ、これらの細長部材の交差部においてフレームの底部側に接合される。重要かつ好ましい一実施形態においては、フレームは、多様な様式で連結され得る構造部材（Ｉ形鋼など）から作製され、それにより、本発明の絶縁システムは、所要のスペースに合致し、分離すべきペイロードの多様なサイズおよび重量に対応するように調整され得る。Ｉ形鋼は、一般的には、少なくとも部分的に金属製であり、鉄、アルミニウム、チタン、炭素、スズ、銅、および／または、鋼などの様々な金属合金を含んでもよい。
【００３３】
好ましい一実施形態においては、フレームは、フローリングパネルの下部表面に対してボルト固定される。別の実施形態においては、フレームは、フローリングパネルの下部表面に対して溶接されてもよい。
【００３４】
本発明の地震絶縁軸受は、２つのほぼ同一の凹状軸受表面半部を、すなわち、フットプレートに含まれたもしくはフットプレートに対して接合された上向き凹状軸受表面と、上述のフレームに対して接合された下向き軸受表面とを備える。地震振動による損傷からペイロードを保護するために使用される絶縁軸受は、典型的には、ほぼ最小の荷重を、すなわち支持される構造物の重量を支持するように構成される。
【００３５】
これに関して、いくつかの実施形態においては、軸受の故障および支持されるペイロードに対する損傷を防止するために、地震絶縁軸受内の剛性玉が、特に強力な震動時に軸受から転がり出るのが防止されることが、望ましい場合がある。したがって、本発明の一実施形態においては、上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面の少なくとも一方および好ましくは両方が、前記剛性玉が対応する空洞から外に移動するのを防止するようになされた、円形リムを有する。好ましい一実施形態においては、上向き凹部および下向き凹部の各対の円形リムは、地震振動がない場合には、静止位置において相互に接触しない。接触がないことにより、使用時に絶縁軸受半部が相互に対して移動することによって摩擦力が発生することが防止される。
【００３６】
対向する上向き凹状荷重支持表面および下向き凹状荷重支持表面の中に形成された空洞部内において少なくとも１つの剛性玉をそれぞれ利用する、本絶縁システムの地震絶縁軸受。
【００３７】
本発明の「転がり玉」タイプの絶縁軸受の保存的特徴は、地震活動または他の外部付加
力により引き起こされる変位エネルギーを吸収および保存することにより、かかる変位による損傷から支持されるペイロードを緩衝する、軸受の能力に関連して説明することができる。かかる剛性玉は、それ自体が軸受（玉軸受などの）と呼ばれてもよく、または、剛性玉および支持凹状軸受表面の組合せが、一体的に軸受と呼ばれてもよいことが理解されよう。本説明においては、一般的に、「軸受」という語は、アセンブリ全体を指して用いられることとなるが、いくつかの場合では、文脈が、「玉軸受」、「転がり軸受」、または「球面軸受」などの用語を使用することなどによって、剛性玉自体が軸受と呼ばれることを明示する場合もある。
【００３８】
剛性玉は、一般的にはステンレス鋼などの金属から作製されるが、プラスチックなどのポリマーおよび硬質ゴム等々を含む、任意の十分に剛性の材料から作製されてもよい。同様の剛性の軸受表面と接触するステンレス鋼玉などの硬質の剛性玉は、単一の点にて（したがって対向する凹状軸受表面の空洞部における２つの点にて）接触することとなるため、摩擦によるエネルギーの損失が最小限に抑えられる点に、当業者は気付かれよう。
【００３９】
代替的には、ある程度の減衰が望まれる場合には、１つまたは複数の玉および／または１つまたは複数の軸受表面が、高い摩擦係数を有するようになされてもよい（柔軟なゴムもしくはプラスチック等々の表面コーティングによって、またはかかる減衰材料から玉もしくは軸受表面の全てもしくは一部を作製することによってなど）。
【００４０】
特定の一実施形態においては、特許請求する本発明は、ペイロードまたはその一部分の質量が、上向き凹状軸受表面と下向き凹状軸受表面との間に配置された複数の剛性玉に対して集中する、地震絶縁軸受を備える。これらの凹状軸受表面の少なくとも一方は、円弧、一定の傾斜、または放物線の中の少なくとも１つを含む断面形状を有し、好ましくは、この断面形状は、少なくとも２つの異なる曲線または直線を含む。したがって、本発明の一実施形態においては、上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面は、部分的に円錐状の形状となる。好ましい一実施形態においては、上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面の少なくとも一方が、円錐形状および球形状の組合せ、すなわち複合形状を備える、断面形状を有する。好ましい一実施形態においては、上向き凹状軸受表面は、下向き凹状軸受表面と同一であるが、反転された配向を有してもよい。
【００４１】
様々な異なる形状の荷重支持表面軸受を含む絶縁プラットフォームが、例えばケメニー（Ｋｅｍｅｎｙ）の特許文献８、特許文献９、および米国特許公開第２００６／００５４７６７号において開示されており、床を備える絶縁プラットフォームが、例えば米国特許第７，２９０，３７５号および特許文献１０において開示されている。これらの公開および特許、ならびに本特許出願において引用された全ての他の特許、特許出願、および公開のそれぞれは、それらの全体が、本明細書の一部として本願明細書に明確かつ個別に援用される。
【００４２】
したがって、本絶縁システムの好ましい実施形態においては、限定されるものではないが、全体的にまたは部分的に円錐形状の、球形状の、または放物形状の断面形状を有し、間に剛性玉形状軸受が配置される空洞部（好ましくは一定勾配の領域を有する空洞部）を形成する、複数の同一の上向き凹状軸受表面および対向する下向き凹状軸受表面を備える「転がり玉」タイプの複数の軸受。上向き凹状軸受表面を備えるフットプレートは、地面または基礎の上に載置されるか、または好ましくはそれらに対して固定的に固定され、支持すべきペイロードは、水平支持パネルの上方表面の上に載置されるかまたは接合される。さらに、この水平支持パネルの上方表面は、下向き凹状軸受表面を備える絶縁軸受半部を備えるフレームに対して接合される。剛性玉は、対向する下向き凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面により形成される空洞部内に収容される。このようにすることで、地震動などの外部振動が発生して、地面を動かす場合に、フットプレートは、対向する下向き
凹状軸受表面および上向き凹状軸受表面により画成された空洞部内において剛性玉が転動することにより、上方軸受半部に対して移動することが可能となる。したがって、ペイロードの慣性により、本システムによって支持されるペイロードは、外部振動から絶縁される。
【００４３】
しかし、地震振動の規模によっては、これらの軸受は、可動域が限定される場合があり、したがって効果が小さくなる前に、効率的に吸収および散逸させることの可能な地震衝撃の強度範囲が限定される場合がある。例えば、上方軸受半部およびフットプレートの相互に対する横方向変位の最大量は、軸受のサイズに、または本絶縁システムが中に収容される周囲の構造物、建造物、もしくは部屋のサイズに基づいて、限定され得る。また、転がり玉を収容する絶縁軸受およびプラットフォームにおいては、強烈な地震震動により引き起こされるものなどの激しい衝撃により、転がり玉タイプの絶縁軸受の横方向変位が、軸受から玉が放出される程の激しいものとなるため、故障およびペイロードの損傷の可能性をもたらす。
【００４４】
安定的であり（すなわち故障する傾向が低い）、大きな地震衝撃に耐えることおよび吸収することが可能であり、設置が望まれる場所に容易に組み込まれる、地震絶縁軸受が必要である。また、振動時に軸受と、球体と、軸受表面との間における共鳴相互作用または高調波相互作用の受けやすさが低い、絶縁軸受構造体が必要である。かかる相互作用は、軸受表面が実質的に不連続である（例えば荷重支持表面が半径方向の溝もしくは稜を有する）場合に、または例えば中央頂部が過度に深い場合などに、引き起こされる場合がある。かかる構造体においては、軸受が、強烈な震動を受けると、球体は、この頂部の内外へと、溝または隆起を越え、または通って「弾む」か、または、例えば絶縁プラットフォームなどの他の絶縁軸受と相互作用する場合に、軸受の振動を引き起こす場合がある。
【００４５】
絶縁軸受の安定性は、１つまたは複数の下向き凹状軸受半部および上向きフットプレートの軸受表面上の凹部の深さを大きくすることにより、および／または、軸受表面の形状を変更することにより、軸受表面のサイズを拡張することを含む因子によって、改善され得る。したがって、本発明の一実施形態によれば、上向き凹状軸受表面および下向き凹状軸受表面のそれぞれの直径は、約２０．３ｃｍ（約８インチ）〜約９１．４ｃｍ（約３６インチ）の間またはそれ以上である。好ましくは、凹状軸受表面の直径は、約２０．３ｃｍ（約８インチ）、または約３０．５ｃｍ（約１２インチ）、または約３８．１ｃｍ（約１５インチ）、または約５０．８ｃｍ（約２０インチ）、または約６１ｃｍ（約２４インチ）、または約７６．２ｃｍ（約３０インチ）、または約９１．４ｃｍ（約３６インチ）である。
【００４６】
軸受が地震振動などの振動を受ける時またはその後に、軸受に対して作用する力を考慮する場合には、荷重支持表面の幾何学形状がとりわけ関連性を有する。本明細書の他の箇所において示すように、一般的には、本発明の様々な実施形態によれば、本発明の軸受は、限定されるものではないが円錐状くぼみ部、球状くぼみ部、および／または放物状くぼみ部などの、２つ以上の異なる断面形状の組合せを有する凹状軸受表面を備えてもよい。本発明の範囲を限定する範囲内において、好ましい一構成においては、皿状部の荷重支持表面は、この皿状部の実質的に中心からまたは任意の他の方向に放射状に広がる隆起部または溝状くぼみ部を備えないが、断面形状同士の間に環状同心不連続領域が存在してもよい。
【００４７】
また、一実施形態においては、軸受の絶縁システムの安定性は、ペイロードの重心および重力分布との対比におけるシステムの「設置面積」のサイズ（その幅対高さ）により高められる。
【００４８】
任意には、いくつかの実施形態においては、上方軸受半部と下方フットプレートとの間のおよびそれらを連結する可撓性ストラップが、装着されてもよく、これにより、軸受プレート同士の間の横方向変位は可能となるが、望ましくないそれらの完全な分離は防止され得る。これらのストラップに加えて、またはその代わりに、例えばモレノおよびハバードの米国特許出願第１２／５６７，５４８号（その全体を本願明細書に援用する）において見られるものなどの１つまたは複数の絶縁軸受拘束具が、使用されてもよく、これにより、軸受表面同士の間の剛性／転がり球体による軸受の横方向変位が、自由に可能になると共に、軸受プレートの望ましくない分離および／または上方軸受半部と下方フットプレートとの間からの剛性玉の放出による軸受の故障が、同時に実質的に防止される。
【００４９】
上向き凹状軸受表面半部に関して、本発明のさらなる一実施形態においては、地震絶縁システムは、剛性の第２のフレームを備えてもよい。この第２のフレームは、剛性の第１のフレームの鏡像であってもよく、しかしそうである必要はなく、第２のフレームの底部は、床または基礎に対して接合され（例えばボルトにより）、剛性の縦横に配置された細長部材の網状体を備え、第２のフレームは、その上側において、好ましくは細長部材の交差部にて複数の上向き凹状軸受表面半部のそれぞれに対して接合される。上向き凹状軸受表面半部は、フットプレート中に備えられてもよいが、この一般的な設計の他の実施形態においては、上向き凹状軸受は、下向き凹状軸受表面半部と実質的に同一であってもよい。
【００５０】
本発明の別の実施形態においては、各フットプレートが、床または基礎の中の凹部内に配置され、その後、例えばボルトなどにより、床または基礎に対して接合される。
特に有用な一実施形態においては、本システムにおいて、各フットプレートは、水平フローリングパネルの上部表面が基礎と実質的に同一高さにおよび基礎に対して平行に位置するように、基礎の中の凹部に対し固定される。この凹部は、絶縁システムと基礎との間に隙間または空部を備えるようになされることにより、基礎の地震振動に応答して必要となる水平支持パネル、ペイロード、第１のフレーム、および下向き凹状軸受半部の移動を可能にし、それに対応する。さらに、ペイロードが、電気接続、コンピュータ接続、ガス連結、または他の連結を必要とする設備を含む場合には、かかる連結をもたらす可撓性のライン、ホース、および／または導管が、隙間の基礎側にまたは天井からこの設備まで、設けられてもよい。可撓性の連結により、地震震動時およびこの連結のメンテナンス時に動かすことが可能となる。
【００５１】
特に好ましい一実施形態においては、隙間または空部が、使用されてもよい。
本発明の絶縁システムの特定の実施形態においては、別個の上方軸受半部および下方フットプレートの中に備えられる凹状軸受表面が、ナットおよびボルトの使用、溶接、または任意の他の十分に頑丈な固定方法によってなど、地震事象の応力に耐えるのに適した任意の効果的な方法を利用して、軸受半部およびフットプレートに対して固定される。軸受半部自体およびフットプレート自体は、地震事象において直面することが予想される座屈、ねじれ、および同様の応力に抵抗する硬度を有する、鋼、金属合金、または十分な剛性および強度のポリマーなどの剛性材料からなる。好ましくは、軸受半部およびフットプレートは、１．２７〜１．９１ｃｍ（１／２〜３／４インチ）鋼から作製される。
【００５２】
軸受半部は、さらに、溶接、ボルト、セメント接着、およびコンクリート中への埋設等々を含むがそれらに限定されない任意の適切な方法を利用して、フレームに対して接合される（およびフットプレートが、上向き軸受表面を備える任意の第２の下部フレームに対して、または基礎、フローリング、もしくはスラブに対して接合される）。水平支持パネルは、溶接、ボルト、セメント接着、または同様の適切な方法を利用して、フレームの上側に対して接合される。支持パネルは、単体構造であってもよく、または、組み合わせて使用されることにより、ペイロードを支持する役割を果たすだけではなくフレームに対し
てさらに接合される水平支持パネルを形成する、複数のより小さなパネルの複合体を備えてもよい。
【００５３】
本発明の絶縁システムにおいて使用されることとなる水平支持パネルは、任意の適切な材料（金属、繊維ガラス、プラスチック、合板、木材、もしくは複合材料、またはかかる材料の任意の組合せを含む）を含んでもよい。支持パネル自体は、例えば、四辺形パネルなどの複数の補強用幾何学系パネル、または例えば標準的なサイズの矩形パネルなどの、実質的に交換可能な規則形状のパネルを備えてもよい。いくつかの実施形態においては、特に有利なサイズは、６０．９６ｃｍ（２フィート）四方のパネルである。典型的な一実施形態においては、これらのパネルまたはそれらの群は、それらの底部側において、格子構成またはマトリクス状構成の剛性フレームにより支持される（例えば少なくとも各隅部にて支持される）。殆どの（および全て好ましい）実施形態においては、本発明の絶縁システムは、浮張りアクセス絶縁床を備えないが、いくつかの好ましさのより低い例においては、いくつかのパネルが、ペイロード物体との接続のために例えばケーブル、ホース、ワイヤ、ネットワーク接続、導管、および／または他の材料などを送ることができるようにするためのアクセス開口を備えるように変更されてもよい。さらに、支持パネルおよび／またはフレームは、電線、加熱ライン、冷却ライン、および／またはデータラインなどのラインを、それらにより支持パネル自体が妨げられる必要を伴うことなく、部屋または作業空間内に分配することを可能にする点において、しばしば有用である。
【００５４】
本発明の現時点において好ましい一実施形態においては、水平支持パネルは、初めに、フローリング上に配置されることとなる物体の重量を支持するのに十分な強度を有する材料から作製されたフレームにより安定的に支持される。有用な骨組み材料の例には、鋼、アルミニウム、チタン、鉄、青銅、ポリマー材料、およびこれらの材料の合金等々が含まれるが、それらに限定されない。好ましくは、この材料は、フレームの容易な現場組立および分解を可能にするのに十分な、ならびに軸受上の全荷重を最小限に維持するのに十分な、軽量のものである。好ましい実施形態においては、フレーム部材は、桁もしくはＩ形鋼の形態の鋼または他の合金を含んでもよい。
【００５５】
フレームは、上に配置されることとなる物体を十分に支持するのに十分な、および地震事象時に座屈に抵抗するのに十分な、構造支持をフレームに対して与える任意の態様で（しばしば補強多角形構成において）構成されたフレーム部材を使用して、構築されてもよい。本システムが設置される殆どの場所が、矩形である可能性が高いため、フレーム部材は、通常は、本明細書の図５に示す骨組みなどの、ほぼ四辺形で構成されてもよい。しかし、三角形の様式で、平坦なもしくは四面体の様式で、またはフレームに強度を与える他の幾何学形状で構成されたフレーム部材を含む、他の構成が可能である。
【００５６】
さらに他の実施形態においては、フレームは、輸送コンテナ、移動住宅、または移動住宅と同様に作製された構造物などの、構造物の基礎を備えてもよい。
絶縁軸受空洞部において使用されることとなる剛性玉は、好ましくは、剛性の被覆されない硬化鋼玉軸受であるが、ゴムまたはエラストマーで被覆された玉および合成玉等々が、例えば好ましさがより低い実施形態においてある程度の減衰をもたらすためなどに、限定的に使用されてもよい。さらに、被覆されない低摩擦玉の組合せが、複数の被覆された摩擦のより高い剛性玉との組合せにおいて使用されてもよい。この後者のタイプの被覆された摩擦のより高い剛性玉は、摩擦によるエネルギーを吸収する減衰体として機能し、被覆された玉および剛性玉の混合は、具体的なペイロードの質量および状況に合わせて調整される。玉は、大きな変形をまたはいかなる変形も伴わずに少なくとも約４５３．５９２３７ｋｇ（約１０００ポンド）の重量を支持することが可能な、ステンレス鋼か、または任意の硬質金属、金属合金、もしくは（減衰玉の場合には）硬化ポリマー材料を含んでもよい。
【００５７】
さらに、本発明の絶縁システムは、好ましくは地震振動の場合を除いては大きな動きを伴わずにフローリングを安定的に支持するのに十分な、複数の軸受半部およびフットプレートを備える。四辺形床の場合には、これは、一般的には、少なくとも１つのかかる軸受半部（対となる対応するフットプレートを伴う）が、剛性フレーム（または床が別個に補強される場合にはフローリング）の４つの隅部のそれぞれにまたはそれぞれの付近に典型的には配置されることとなることを意味する。また、さらなる軸受半部が、フレームが撓むまたは座屈するのを防止するように、他の位置に配置されてもよく、使用されることとなる軸受の合計数および分布を計算する場合には、各個別の軸受の耐荷重性（例えば４５３．５９２３７ｋｇ（１０００ポンド）またはそれ以上）、基礎またはパッドの合計荷重、およびそれらの分布が十分に考慮される。軸受半部は、絶縁システムの床または基礎にわたって軸受半部およびフットプレートの対のマトリクスを構成してもよい。
【００５８】
また、本発明は、本明細書において説明される地震絶縁システムの上にペイロードを配置することもしくは組み立てること、またはこの地震絶縁システムに対してペイロードを接合することを含む、地震振動から産業ペイロードを絶縁するための方法を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】傾斜面上の転がり剛性玉に関する力ベクトルを示す図。
【図２】本発明の一実施形態において説明されるような、複合軸受表面を有するフットプレートの凹状軸受表面の一実施形態の上面図。
【図３】複合軸受表面を有する本発明の一実施形態において説明されるようなフットプレートの凹状軸受表面のエッジの、図２に示す凹状軸受表面の側面図。
【図４】複合軸受表面および円形リムを有する本発明の一実施形態によるフットプレートの上面図。
【図５】剛性フレームの一部分の下部表面に対してそれぞれ接合された４つの軸受半部を示すアセンブリを示す絶縁システムの一部分の一実施形態の上面図。
【図６】水平支持パネルが設置される前の、本発明による地震絶縁システムの一実施形態の組立中の上面斜視図。
【図７】水平支持パネルが部分的に設置された、図６に示す地震絶縁システムの上面斜視図。
【図８】図６の実施形態による軸受半部、フットプレート、ならびにフレームおよび支持プレートの一部を含む絶縁軸受の部分側面図。
【図９】剛性玉が対応する下向き凹状軸受表面と上向き凹状軸受表面との間の空洞部内に配設された状態の、本発明の一実施形態による軸受半部フットプレート、剛性玉、フレーム、および支持パネルを含む絶縁軸受の静止位置の断面図。
【図１０】軸受半部がフットプレートの上向き軸受表面に対して最大度合いまで変位された場合の、剛性玉が対応する下向き凹状軸受表面と上向き凹状軸受表面との間の空洞部内に配設された、軸受半部およびフットプレートを示す本発明の一実施形態による絶縁軸受の断面図。
【図１１】本発明の地震絶縁システムの別の実施形態による、転がり玉タイプ絶縁軸受を使用してシリンジライン装置を絶縁するための平面上面図。
【図１２】本発明の地震絶縁システムの別の実施形態による、転がり玉タイプ絶縁軸受を使用してバイアル加工装置を絶縁するための平面上面図。
【図１３】ペイロードを収容するための部分的にプレハブ式の外部構造物を示す図。
【図１４】空調設備を備える、ペイロードを収容するためのプレハブ式の構造物のセグメントを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
本発明の絶縁システムの一実施形態においては、図１が、ボール・アンド・コーン・タ
イプ（ｂａｌｌ−ａｎｄ−ｃｏｎｅ  ｔｙｐｅ）の転がり玉軸受を参照として以下において説明される。このボール・イン・コーン軸受は、転がり剛性玉絶縁軸受内での遊びにおける幾何学的形状と物理的原理との関係を初めに（および非限定的に）説明するものとして使用され得る。玉は、上向き／下向き凹状軸受表面と下向き／上向き凹状軸受表面との間で静止し、いくつかの例においては、一方または両方のかかる軸受表面の中央頂部または中央低部において静止し得る。横方向の力が付加された時には、これらの低部からのボールの変位に対して幾分かの初期抵抗が望まれる場合がある。この抵抗は、付加される横方向の力が小さすぎる場合には、２つの軸受表面の相互に対する大きな変位を防止するのに十分なものとなり得る。したがって、球形状の中央頂部が存在する場合には、これが、玉を中央頂部内に留まらせる初期復元力をもたらす。この復元力は、横方向の力が付加される方向にかかわらず同一となる。
【００６１】
軸受が中央頂部を有するか否かにかかわらず、初期の横方向の力が十分な大きさである場合には、軸受半部および軸受のフットプレートは、剛性／転がり玉の作用により、付加される力によって相互に対して移動されることとなる。すなわち、付加される横方向の力は、好ましくは少なくとも部分的に円錐状の凹部表面に沿って玉を移動させるのに十分な強度となる。これにより、上向き／下向き凹状軸受表面もしくは玉のいずれか（または両方）が、重力と、この特許請求される地震絶縁システムの上方軸受半部の上に配置される荷重の質量との両方に逆らって「上り坂方向に」移動することが必要となる。したがって、横方向の力は、鉛直方向「位置エネルギー」として一時的に部分的に蓄積される。
【００６２】
軸受表面が、少なくとも部分的に円錐状である場合には、軸受表面の断面図は、直線状の少なくとも一部分を有することとなる。玉が、第２の／上向き凹状軸受表面の直線状部分の上に位置をとると、その物理学的性質は、傾斜面の上に配置された物体と同様になる。なぜならば、ボール・イン・コーン軸受においては、第２の／上向き凹状軸受表面は、一定勾配の領域を少なくとも有するからである。簡略化のために、同様の原理が転がり玉の上で「浮上」し、転がり玉により支持される、上方凹状表面に対しても当てはまる（鏡像的にではあるが）という理解の下で、図１は、下方凹状表面および玉を主に考察するものとなっている。
【００６３】
したがって、図１を参照すると、Ｆｇは、ｍｇに等しい。ここで、ｍは、玉と、上方プレートによりボールに対して伝達される荷重との合計質量であり、ｇは、重力加速度（９．８１ｍ／ｓ２）である。Ｆｇは、下方に付加されるが、傾斜面上においては、Ｆｇは、２つのベクトル、すなわちＦＮ（この面の表面に対して垂直方向に延びる法線力）およびＦｐから構成される。この玉の形状によって、Ｆｐに対抗する力（Ｆｆ：摩擦力）は、最小となり、したがってこの図においては無視される。
【００６４】
ベクトルＦｐおよびＦＮのそれぞれの大きさは、傾斜勾配の角度およびＦｇの大きさにより規定され、ピタゴラスの定理から幾何学的に算出され得る。この場合には、Ｆｇ２＝ＦＮ２＋Ｆｐ２となる。したがって、Ｆｐは、凹状表面と水平面との間の角度も一定である限りは、一定となる。
【００６５】
したがって、この横の運動により、玉が上方凹状軸受表面または下方凹状軸受表面のいずれかまたは両方の上へと変位されると、Ｆｐ、すなわち「復元力」は、ボール・イン・コーン表面の円錐形の性質により、一定となる。
【００６６】
また、この説明から、軸受表面が異なる断面形状（例えば球面曲線形状など）の領域を有し、そのため横変位に対する垂直変位が一定とはならない場合には、この領域において転がり玉が移動する横方向距離に対する復元力Ｆｐの大きさもまた一定ではなくなることが、分かる。
【００６７】
例えば、軸受表面の断面またはその領域が、円錐形ではなく球面曲線である場合を少々想像されたい。かかる軸受表面においては、断面において見た場合の、軸受表面の中心を通り軸受表面の外周部に至る半径は、非一定の曲線勾配を描く。
【００６８】
したがって、復元力Ｆｐは、凹状表面の断面が直線以外の任意の他の形状である（すなわち、軸受表面の形状が少なくとも部分的に円錐状である）場合には、一定ではない。代わりに、復元力（および玉が移動する垂直方向距離）は、玉が軸受の中心から（すなわち、曲線勾配の急勾配が強まる軸受表面の外周部の方向に）移動する距離に応じて上昇する。球面曲線においては、復元力の変化率は、一定となるが、復元力自体は、一定とはならない。したがって、軸受表面の中心からの各一定の横方向移動距離に関しては、垂直方向移動距離がより大きいほど、復元力はより大きくなる。
【００６９】
他の単純な平面開曲線（様々な放物曲線または他の凹状曲線など）は、球面曲線と同一の基本的特徴を有するため、玉が、軸受の中心から軸受表面の外周部の方向に移動すると、横方向移動距離に対する垂直方向変位の変化は、この曲線の形状に応じて様々な非一定の割合で大きくなる。
【００７０】
本発明においては、驚くべきことに、特に絶縁軸受が激しい振動を受け、他の絶縁軸受（絶縁プラットフォーム、絶縁トラック、または絶縁床などにおける）と組み合わせて使用される場合には、剛性／転がり玉軸受の凹状荷重支持表面にとって最適な構成は、２つ以上の形状の組合せとなることが判明した。好ましい一実施形態においては、断面において見た場合に、上方荷重支持表面および下方荷重支持表面の少なくとも一方（および好ましくは両方）が、中央に大型凹状へこみ部を有し、軸受の外周部の周囲の境界線が、円錐状軸受におけるように一定勾配の領域を備える。
【００７１】
別の好ましい実施形態においては、本発明らは、剛性転がり玉絶縁軸受が、より頑丈に機能する傾向を有することと、凹状荷重支持表面のいずれかまたは両方が、ほぼ転がり玉の直径を有する中央円形くぼみ部を有さないか、または中央に非常に浅いくぼみ部を有する場合には、破壊性の高調波共鳴をより被りにくくなることとを発見した。
【００７２】
好ましくは、各荷重支持凹状軸受表面すなわち「皿状部」の断面の曲線形状および角度は、地震事象により引き起こされた入力剪断加速にかかわらず、出力が最大加速に限定されるようなものとなる。例えば、本発明の一実施形態においては、出力加速は、入力剪断が約０．３ｇ、または約０．３５ｇ、または約０．４ｇ、または約０．５ｇ、または約０．６ｇ、または約０．７ｇ、または約０．８ｇ、または約０．９ｇ、または約１．０ｇ、またはそれ以上の場合であっても、皿状部の曲線および角度の組合せにより約０．１ｇ以下に限定され得る。
【００７３】
別の実施形態においては、出力加速は、入力剪断が約０．３ｇ、または約０．３５ｇ、または約０．４ｇ、または約０．５ｇ、または約０．６ｇ、または約０．７ｇ、または約０．８ｇ、または約０．９ｇ、または約１．０ｇ、またはそれ以上の場合であっても、皿状部の曲線および角度の組合せにより約０．８ｇ以下に限定され得る。
【００７４】
別の実施形態においては、出力加速は、入力剪断が約０．３ｇ、または約０．３５ｇ、または約０．４ｇ、または約０．５ｇ、または約０．６ｇ、または約０．７ｇ、または約０．８ｇ、または約０．９ｇ、または約１．０ｇ、またはそれ以上の場合であっても、皿状部の曲線および角度の組合せにより約０．７５ｇ以下に限定され得る。
【００７５】
入力剪断力の減衰は、基底剪断入力の関数となる。したがって、％減衰は、最大で約６
６％まで、または最大で約７１％まで、または最大で約７５％まで、または最大で約８０％まで、または最大で約８３％まで、または最大で約８６％まで、または最大で約８８％まで、または最大で約９０％まで、またはそれ以上となり得る。
【００７６】
上記に示した入力剪断、出力剪断、および％減衰の範囲は、列挙した任意の２つの最大値と最小値との間の全ての点と、０を超える値から上記の任意のかかる最大値までの任意の範囲とを、具体的に開示するものであり、また具体的に開示するように意図されるものである点が、理解されよう。
【００７７】
好ましくは、必須ではないが、軸受半部中の上向き／下向き凹状軸受表面および対応するフットプレート中の下向き／上向き凹状軸受表面は、それらの対向する表面において、実質的に同様または同一である。かかる地震絶縁システム、または軸受もしくはプラットフォームにおいては、上方軸受半部は、１つまたは複数の荷重を支持し、フットプレートは、軸受またはプラットフォームの下方の床、基礎、表面、または区域に直接的にまたは間接的に接触する。上方凹状軸受表面および下方凹状軸受表面を備える各軸受同士の間には、少なくとも１つの剛性球状転がり玉が、対向する凹状複合軸受表面から形成された空洞部内に配置され、それにより、上方軸受半部および下方フットプレートは、玉の上を転がることにより相互に対して変位することが可能となる。
【００７８】
横方向の力（例えば地震の振動の形態などの）が、これらの軸受に対して付加されると、上方軸受半部は、下方フットプレートに対して横方向に変位されて、それらの間の剛性玉は、任意の方向に自由に転動および回転するが、剛性玉が十分な硬質および剛性を有し減衰能力を欠く場合には、この自由な転動および回転は、それぞれのくぼみ部または空洞部の周囲において殆ど摩擦を伴わない態様で生ずる。この玉により、軸受は、軸受表面に沿ったより高い高さまで上昇されて、玉が上方軸受表面および下方軸受表面に接触状態に留まり、したがって上方軸受表面および下方軸受表面が相互に間接的に接触状態に留まることによって、振動のエネルギーを位置エネルギーとして蓄積することが可能となる。少なくとも部分的には、第１の複合軸受表面および第２の複合軸受表面が、円錐形状、球形状、放物形状、または他の隆起形状を有することにより、ペイロードまたは構造物に対して作用する重力と、構造物の質量とが、上方軸受半部が下方フットプレートの実質的に直上に位置決めされる状態において、地震絶縁システム、絶縁軸受、またはプラットフォームをその元の中心位置へと復元させる傾向となる横方向の力成分を生成する。
【００７９】
図２は、本発明の地震絶縁システムのフットプレートの一実施形態において使用される好ましい複合軸受表面を示す。この図においては、複数のフットプレート／皿状部（単一のフットプレートのみが図示される）の各フットプレートの荷重支持部分が、上面から見て、球面曲線などの曲線状断面領域を備える同心状中心領域１０１と、この中央領域を円形に囲み、中央領域１０１と円形荷重支持領域の外周部の隆起リップ１０５を連結する平坦状の傾斜表面を備える、環状領域１０３とを有する、実質的に円形の荷重支持凹状表面を備える。好ましくは、中央領域１０１は、フットプレート軸受が剪断力を受けない場合に、剛性玉が中で静止する中央くぼみ部を備えない。しかし、他の実施形態においては、フットプレート軸受表面は、複数のフットプレート軸受のそれぞれが静止状態にある場合に、剛性玉が中で静止する中央くぼみ部を備えてもよい。
【００８０】
さらに図２を参照すると、好ましい一実施形態においては、点ａから点ａ’に延在する線分における、中央領域１０１の直径の、荷重支持表面の残りの部分（環状領域１０３およびリップ領域１０５）に対する比は、約２〜１となる。したがって、皿状部が約２０．３ｃｍ（約８インチ）〜約１２２ｃｍ（約４８インチ）の間の合計直径を有する好ましい一実施形態においては、この比を有する皿状部は、約１３．５ｃｍ（約５．３インチ）〜８１．３ｃｍ（約３２インチ）の中央領域直径を有し、環状領域（線分が２度にわたり通
過する）は、約３．３ｃｍ（約１．３インチ）〜約２０．３ｃｍ（約８インチ）の幅を有する。この環状領域の大部分（約４．１３ｃｍ（約１．６２５インチ）〜１６．５ｃｍ（約６．５インチ））は、平坦状の傾斜表面であり、隆起リップは、約３．３ｃｍ（約１．３インチ）〜２０．３ｃｍ（８インチ）の環状領域の中の約０．９５３ｃｍ（約０．３７５インチ）〜約３．８１ｃｍ（約１．５インチ）を占める。
【００８１】
図３は、図２に示す本絶縁システムの発明のフットプレート構成要素の複合形状軸受表面の同一の実施形態の外周部分を示すが、今回は断面図において示す。フットプレートの１例においては、図示するように、中央の球面曲線領域１０１と平坦状の直線状傾斜部分１０３との間の境界１０７が、図示され、この後者の平坦領域の約４．０６ｃｍ（約１．６インチ）の長さが、約０．２５／１．６または約０．１５６に等しい一定の勾配で０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）だけ隆起する。フットプレート／皿状部の実質的に平坦状の傾斜領域１０３とリップ１０５との間の境界１０９が、図示され、リップは、実質的に一定の勾配で隆起する。この実施形態においては、この勾配は、約０．３１８ｃｍ（約０．１２５インチ）の水平方向長さにおいて約０．６３５ｃｍ（約０．２５インチ）だけ垂直方向上昇するものであり、すなわち約２：１となる。リップは、プレートのエッジに達する手前の約０．６３５ｃｍ（約０．２５インチ）の間にわたり水平になる。この例においては、中央の球面曲線領域１０１は、約２１８ｃｍ（約８６インチ）の曲率半径を有し、すなわち、２１８ｃｍ（８６インチ）の半径を有する円の弧に一致する。
【００８２】
前述より、上述の実施形態は、本発明において使用し得る複合軸受表面の様々な可能な実施形態の中の１つに過ぎないことが、当業者には即座に認識されよう。特に、中央の球面曲線領域１０１の正確な曲率は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更され得る（例えば放物形状になど）。
【００８３】
本開示に基づき、図２および図３に図示する複合軸受表面の設計は、あまり激しくない地震または振動において幾分かより大きな復元力をもたらす役割を果たし得ることが、認識されよう。さらに、合計水平方向変位は、より強烈な地震において円錐状荷重支持表面のみによる場合の変位よりも小さくなる。振動が、転がり玉が境界１０７を越えるのに十分な強度である場合には、復元力は、剛性玉が平坦状の傾斜領域１０３を上方に移動するにつれて、上昇し続けるわけではなく、これは、振動が静まった後に、上方軸受半部が平衡状態に戻ろうとする際に、軸受（または軸受の上に配置されたペイロード）の過剰な搖動を防止するのを助ける。
【００８４】
いくつかの実施形態においては、小さな中央球面曲線くぼみ部または凹部が存在しないことが、強烈な振動の際の絶縁軸受のより平滑な動作に寄与する。かかる凹部を有さないことにより、軸受は、元の位置に復帰する際の軸受の振り子状の搖動によって、軸受が前後に移動するため、故障または損傷を被る可能性がより低下する。
【００８５】
好ましくは、しかし必須ではないが、実質的に直接的に対向する上方凹状軸受表面および下方凹状軸受表面は、好ましくは実質的に上述のような、複合的な曲線状および平坦状の角度を付けられた断面へこみ部を備える、実質的に同一の荷重支持表面を有する。図２および図３の絶縁軸受は、第１の凹状軸受表面および第２の凹状軸受表面の単一の対を有するように図示されるが、さらに説明されるように、本発明の地震絶縁システムにおいては、各対の間に配設された少なくとも１つの転がり剛性玉を有するかかる軸受表面対を備える、複数の軸受が存在する点を理解されたい。
【００８６】
図４は、本発明の絶縁システムにおいて使用される、実質的に図２および図３に示す実施形態におけるような複合軸受表面を有する、フットプレート１１１の好ましい一実施形態を示す。この図は、床、基礎、またはパッドに対して接合されるフットプレート１１１
の平坦状プレート領域１１３を示す。一実施形態においては、フットプレートは、床、基礎、またはベースの中の凹部内に嵌められてもよく、次いで、床もしくは基礎に対して固定されるか、またはボルト、セメント、等々を用いて、床または基礎に対して直接的に固定される。代替的には、フットプレートは、基礎またはパッドの中に直接的に埋設されてもよい。また、フットプレート１１１の下方／第２の上向き凹状軸受表面１１７の全体の中に、剛性玉１１５が位置するのが示される。この実施形態においては、リップ１０５の代わりに、円形リム１１９が、複合凹状軸受表面のエッジを垂直方向に越えて延在することにより、地震事象の際に軸受内に玉を維持するのを支援する。
【００８７】
図５においては、４つの絶縁軸受半部１２１（図５においては２つのみが視認可能である）が、フレーム１２３の一部分の下部表面に対して接合された、部分的に構築されたフレーム１２３を備える本発明の部分的に組み立てられた実施形態の図が示される。軸受の配置は、細長部材構成要素１２７の交点１２５（図９を参照）を中心として実質的に対称となる。これらの細長部材構成要素１２７は、地震振動から絶縁すべきペイロードの様々なサイズまたは構成に対応するようになされた細長部材の延伸可能網状体の一部である。絶縁システムのこの部分の実施形態のフレームは、軸受半部の上方／下向き軸受表面１１７’が４つのフットプレート１１１のそれぞれの下方／上向き軸受表面１１７に実質的に直接的に対向するように配設されるべき４つのフットプレート１１１と結合されることとなる。組立時には、４つの剛性玉１１５が、組み立てられた絶縁軸受の各下向き凹状軸受表面と上向き凹状軸受表面との間の空洞部内にそれぞれ配設されることにより、本発明の地震絶縁システムの一実施形態の一部分が形成される。このフットプレートと全く同様の軸受半部１２１は、１１９において示す円形リムと実質的に同一の円形リムを有する。
【００８８】
複数のフットプレート１１１と、上述のように組み立てられた対応する複合凹状軸受表面対１１７および１１７’の空洞部内に配設された剛性玉１１５に沿って細長部材１２７を備える、剛性フレーム１２３上に取り付けられた絶縁軸受半部１２１とを使用することにより、地震絶縁システム、絶縁プラットフォーム、および絶縁床等々の様々な装置が、製造され得る。
【００８９】
図６においては、本発明による部分的に組み立てられた延伸可能な地震絶縁システム１２９の一実施形態の上面斜視図が示される。ここでは、水平支持パネルは、まだ設置されていない。本発明のこの実施形態においては、フットプレートは、実質的に周囲の基礎の高さにおいて基礎またはスラブに対して接合される点に、すなわち基礎またはスラブに凹部が存在しない点に留意されたい。このように構成される場合には、絶縁システムの支持パネルが地震震動に応答して移動するための基礎中の隙間が、不要となる。しかし、かかる移動のための十分なスペースが、支持パネルの周囲に提供されなければならない。他の実施形態においては、フットプレートは、凹部内において基礎またはスラブに対して固定されることにより、支持パネルは、周囲の基礎と同一の高さに位置することが可能となる。また、この凹部は、絶縁システムと  との間の隙間を画成する。
【００９０】
図７においては、図６に示す地震絶縁システム１２９の完全に組み立てられたバージョン１３１の上面斜視図が示される。水平支持パネル１３３は、部分的に設置されている。
したがって、まとめると、図６および図７は、共に、本発明による絶縁システム１３１の一実施形態を図示し、このシステム１３１は、
ａ）上部表面１３５および下部表面１３７（ここには図示しないが、図９に図示する）を有する水平支持パネル１３３であって、上部表面１３５の上に適切な重量のペイロードを支持するように構成された、水平支持パネル１３３と、
ｂ）支持パネル１３３を支持するようになされた剛性の第１のフレーム１２３であって、第１のフレーム１２３は支持パネルの下部表面１３７に対して接合される、第１のフレーム１２３と、
ｃ）第１のフレーム１２３の底部側に対してそれぞれ直接的に連結され、下向き凹状軸受表面１１７’をそれぞれ備える、複数の絶縁軸受半部１２１と、
ｄ）複数の地震絶縁フットプレート１１１であって、各フットプレートは上向き凹状軸受表面１１７を備え、フットプレートの各々はフローリング、スラブ、または基礎１３９に対して直接的にそれぞれ接合され、この例においては、フットプレート１１１のそれぞれの上向き凹状軸受表面１１７は、このフットプレートに実質的に直接的に対向する側に配設された対応する地震軸受半部１２１の下向き凹状軸受表面１１７’の鏡像であり、これに対向し、それにより、上向き凹状軸受表面１１７と下向き凹状軸受表面１１７’との間に空洞部を画成する、複数の地震絶縁フットプレート１１１と、
ｅ）かかる空洞部の各々の中に配置され、組み合わされることによりペイロードを支持するのに十分な強度となるように構成された、複数の剛性玉１１５であって、地震の振動によりフットプレート１１１が移動される場合に、ペイロード、支持パネル１３３、第１のフレーム１２３、および軸受半部１２１の慣性により、それらの間の空洞部内の剛性玉１１５が、対応する上向き凹状軸受表面１１７から上方へと転がることによって、地震の振動の十分な力からペイロードの衝撃が和らげられる、複数の剛性玉１１５と
を備える。
【００９１】
図８は、図６の実施形態による、軸受半部１２１、フットプレート１１１、ならびにフレーム１２３および支持プレートの一部を備える絶縁軸受の部分側面図である。この図は、剛性玉１１５が、凹状軸受表面１１７および１１７’（図示せず）により形成される空洞部内に配設されると、軸受半部１２１およびフットプレート１１１を画定する円形リム１１９および１１９’は、相互に接触せず、使用時に軸受の故障を引き起こす軸受同士の間の摩擦の可能性を低減させるための隙間１４０を画成する。
【００９２】
図９は、図６〜図８に示す実施形態に一致する軸受半部１２１およびフットプレート１１１を備える絶縁軸受を備える、本発明による平衡時の絶縁システムの一部分の現場断面図である。剛性玉１１５は、対応し合う上方凹状軸受表面１１７と下方凹状軸受表面１１７’との間に画成された空洞部内に配設される。図９は、地震の振動から絶縁されるべきペイロードを支持するように構成された上部表面１３５と、剛性フレーム１２３に対して接合される下部表面１３７とを有する、水平支持パネル１３３の断面図である。このおよび他の好ましい実施形態においては、支持パネルは、地震の振動から絶縁すべきペイロードに対応するための細長部材の強化網状体の一部である細長部材構成要素１２７の交点１２５（ここには示さないが、図６および図９に図示する）を中心として実質的に対称に、フレームに対して接合される。
【００９３】
また、図９においては、フレーム１２３の構成要素剛性細長部材１２７を固定するための溶接連結部１４１が図示される。また、フレーム１２３に対して軸受半部１２１を接合するために使用されるボルト１４３および溶接部１４５が図示される。また、軸受半部１２１の要素である下向き凹状軸受表面１１７’が、軸受表面１１７’の底部側においてプレート要素１４７および溶接部１４９により支持されるものとして、この図面において図示される。軸受表面１１７は、その下部表面／底部側において、溶接部１５１によりフットプレート１１１に対して同様に支持される。ボルト等々（１５３など）の、剛性フレーム１２３および支持パネル１３３を接合する様々な代替的な手段および方法を使用することが可能である。
【００９４】
ボルト固定、溶接、一体成形、およびセメント接着または膠剤接着等々を含むがそれらに限定されない、軸受半部、支持パネル、細長部材、または桁などの構成要素を固定する様々な効果的な方法が存在することが、当業者には理解されよう。
【００９５】
図９からは、軸受半部１２１は、軸受表面１１７’のエッジにおいて鉛直方向に、およ
び軸受表面１１７’に対して実質的に直交して、および軸受半部１２１の底部から延在する、円形リム１１９’を有し、また全く同様に、フットプレート１１１は、軸受表面１１７のエッジに沿ったフットプレートの底部から鉛直方向に、およびこのフットプレートに対して実質的に直交して延在する、円形リム１１９を有することが、分かる。
【００９６】
図１０は、図６〜図９の実施形態による軸受半部１２１およびフットプレート１１１を備える絶縁軸受の断面図である。剛性玉１１５は、対応する第１の凹状軸受表面１１７’と第２の凹状軸受表面１１７との間の空洞部内に配設され、軸受は、変位位置にある。この図においては、剛性玉１１５は、フットプレート１１１中の上向き凹状軸受表面１１７と絶縁軸受半部１２１の対応する下向き凹状軸受表面１１７’とにより形成される空洞部内において転動した状態にあり、リム１１９および１１９’と接触状態に位置決めされる。破線は、静止位置における（上方）軸受半部の位置を示す。
【００９７】
図１１は、完成した産業用地震絶縁システムの一実施形態の上面図を含む概略図である。この例においては、ペイロードは、複合表面転がり玉タイプの絶縁軸受システムを使用して絶縁された、シリンジライン装置を加工する製品である。この実施形態においては、水平支持パネルは、共にボルト固定された複数の個別のパネル（層状パネル、積層パネル、または中実パネルであってもよい）を備え、ここでは、ボルト固定されたパネル接合部１５７が示される。また、この実施形態においては、絶縁システム１５５は、水平支持パネルの上部表面１３５を基礎と実質的に同一高さに位置させるように、構成要素フットプレート１１１により基礎中の凹部内に固定され、凹部は、絶縁システムと基礎との間の隙間または空部を備えるようになされることによって、この隙間または空部の中で地震の振動に応答した水平支持パネル、ペイロード（例えばシリンジライン）、第１のフレーム１２３、および軸受半部１２１の絶縁移動に対応し、この隙間または空部の中でペイロードに対して可撓性の供給ラインを設置するのを可能にする。したがって、ここでは絶縁システムの水平支持パネル１３３の上部表面のエッジとして示される絶縁システム１５５の外方エッジ１５９と、この絶縁システムが載置される基礎中の凹部の外方エッジ１６１とが、絶縁システムと基礎との間の隙間１６３を画成する。
【００９８】
図１２は、ボール・アンド・コーンタイプの絶縁軸受を使用してバイアル充填ラインから構成されるペイロードを絶縁するための別の地震絶縁システム１６５の上面図である。
本発明のさらに別の実施形態においては、本発明の地震絶縁システムは、好ましくは構造物の外部上のセメント製もしくはコンクリート製のパッドまたはスラブの上に配置するようになされ、構成される。いくつかの例においては、コンピュータサーバおよび／または他のペイロードは、主要建造物の外部に配置されるとともにかかるペイロードを収容するために特に作製または獲得された耐水性の小屋内に収容されることが望ましい。かかる外部配置により、ペイロード（およびいくつかの例においては、それらを収容するための構造物または「離れ」）を、トラックによって輸送することが可能となり、特許請求される地震絶縁システムにより支持されることとなる場所へと容易に移動させることが可能となるため、ペイロードのより容易な追加および変更が可能となる。さらに、パッドの列、すなわち「パッドファーム」が、所望に応じてコンピュータ、危険な化学薬品、および化学廃棄物等のための新たな保管スペースを加えるために、容易に作製され得る。
【００９９】
スラブは、一般的には、厚さが約１５．２ｃｍ（約６インチ）〜約３０．４８ｃｍ（約１フィート）であり、この厚さの具体的な変動値は、ローカル建築規則要件にしたがって場所ごとに示される場合がある。上向き軸受表面は、パッドに対して接合されるフットプレート中に含まれてもよく、パッド中に埋設されても、またはボルトもしくは他の固定接合手段を使用して接合されてもよい。パッドは、通常、ひび割れを防止するために、鋼ロッドまたは鉄筋などの材料を使用して強化される。
【０１００】
本発明のこの実施形態においては、絶縁軸受半部の上方の下向き凹状軸受表面は、第１のフレームまたは支持パネルに対して接合され、この第１のフレームまたは支持パネルは、直射日光、雨、および雪等々からペイロードを保護するための、輸送コンテナ、移動住宅、もしくはプレハブ式「離れ」等々のハウジングの構造的床構成要素を備える、第２のフレームまたは支持パネルを備えるか、あるいはそれ自体が第２のフレームまたは支持パネルに対して接合される。
【０１０１】
一般的には比較的軽量であるハウジングは、このハウジング内のペイロードのために実質的に一定の温度を維持するために、空調ユニットおよび／または空気暖房ユニットを備えてもよい。
【０１０２】
現時点において好ましい実施形態においては、ハウジングは、２つ以上のプレハブ式サブユニットを備え、これらは、迅速な現場組立が可能である。図１３は、建築中のかかるハウジングの１つの実施形態を示し、図１４は、空調設備を含むかかるハウジングの温度制御サブユニットを示す。同様の温度制御サブユニットが、図１３においてはハウジングの遠くの側に見える。また、これらの図面は、ハウジングの下部フレームまたは下部プレートが、ハウジングサブユニットを組立用の位置へと移動するのを容易にし、地震支持構造体の最終組み立てを行うために、フォークリフトの歯に合致するように構成された、一連の開口したほぼ管状の構造体を備えるのを図示する。
【０１０３】
下向き軸受半部は、常にではないが好ましくは構造物の４つの隅部のそれぞれにおいて、ハウジングの下部フレームまたは下部プレートに対して固定接合される。追加の軸受半部が、必要に応じて加えられてもよい。他の実施形態におけるように、軸受半部は、好ましくはボルトまたは溶接を利用して、ハウジングの下部フレームまたは下部プレートに対して固定的に接合される。
【０１０４】
本明細書において開示および特許請求される本発明のこのおよび全ての態様においては、上向き軸受表面および下向き軸受表面が、震動時に転がり玉に対して平行に対向する勾配を与えるように、同一であることが好ましい。そうでない場合には、上部および下部に付加される力は同一ではなく、転がり玉が摺動する可能性がより高くなり、その結果、不均一なオフセットが生ずる。これは、特に、勾配が下部に存在することに加えて、散逸要素（減衰など）が下部にのみ存在する場合に、当てはまる。
【０１０５】
図１３および図１４は、ハウジングの下部フレームまたは下部プレートが金属から作製されるハウジングを示すが、他の例においては、ハウジングのフレームまたはプレートは、木材、ポリマー合金（熱可塑性プラスチック）、炭素繊維構造体、繊維ガラス構造体、またはこれらの全ての中の２つ以上の組合せを、部分的にまたは全体的に含んでもよい。
【０１０６】
かかるハウジング内のペイロードは、ハウジング内におけるペイロードの転倒を防止するために、ハウジング内に、またはハウジングの壁部を介して、堅固に固定されることが好ましい。
【０１０７】
理解を明確なものにするために前述の発明を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲内においていくつかの変更を行い得ることは自明であろう。さらに、ある特定の実施形態に存在するような本明細書において説明される特徴は、本発明の態様においては、その特定の実施形態に存在するようには本特許出願内において説明されない特徴と組み合わせることが可能であるように意図される。本明細書において挙げられる全ての刊行物および特許文献は、事実上それぞれが個別に示されたのと同様の意味において、それらの全体が本願明細書にそれぞれ援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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