(57)【要約】【課題】  構造物を搭載する可動プレートの高さを低く抑えることができると共に、簡易な構造でコンパクトに製作することが可能であり、精密機器や美術品といった小型の構造物の免震用途に最適な免震装置を提供する。【解決手段】  固定プレート２と、この固定プレート２の中央に配置された柱状の弾性連結体６と、この弾性連結体６が挿通する貫通孔４０を有して枠状に形成されると共に、多数のボール３ａを介して前記固定プレート２に組付けられてＸ方向へ移動自在な規制プレート４と、多数のボール３ｂを介して前記規制プレート４に組付けられてＹ方向へ移動自在であると共に、前記弾性連結体６によって固定プレート２と結合された可動プレート５とから構成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定プレートと、この固定プレートの中央に配置された柱状の弾性連結体と、この弾性連結体が挿通する貫通孔を有して枠状に形成されると共に、多数のボールを介して前記固定プレートに組付けられてＸ方向へ移動自在な規制プレートと、多数のボールを介して前記規制プレートに組付けられてＹ方向へ移動自在であると共に、前記弾性連結体によって固定プレート上の所定位置に引き戻される可動プレートとから構成されることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記固定プレートと規制プレートとの間には前記弾性連結体を挟んで一対のリニアベアリングが設けられて、前記規制プレートを固定プレートに対してＸ方向へ案内する一方、前記可動プレートと規制プレートとの間には前記弾性連結体を挟んで一対のリニアベアリングが設けられて、前記可動プレートを規制プレートに対してＹ方向へ案内することを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記弾性連結体は、ゴムシートと金属板を交互に積み重ねた積層ゴム柱であることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項４】
前記固定プレートには前記弾性連結体が挿通する係止孔が設けられる一方、前記弾性連結体の軸方向の一端には前記係止孔の周囲に係止されるフランジ部が固定され、この弾性連結体の他端を前記可動プレートに螺合させることにより、前記可動プレート、規制プレート及び固定プレートが分離不能に一体化されていることを特徴とする請求項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、振動が伝達される２つの構造体の間に配設されて、振動源たる一方の構造体から他方の構造体への振動の伝達を軽減する免震装置に係り、特に、軽量、小型に構成することができて取り扱いが容易であり、精密機器や美術品のショーケース等の運搬時における振動対策に好適な免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の免震装置としては、特開平１０−６８２４８号公報に開示されるものが知られている。この免震装置は、ベースプレート上に二次元案内装置を設けると共に、この二次元案内装置で可動プレートを支承したものであり、かかる可動プレートがベースプレート上を自由に運動できるように構成されている。前記二次元案内装置は、ベースプレート上に配設されたＸ方向レールと、可動プレートの下面に前記Ｘ方向と直交して配設されたＹ方向レールと、これらＸ方向レール及びＹ方向レールに組付けられたスライドブロックとから構成されている。かかるスライドブロックは各レール上を転走する多数のボールを具備しており、Ｘ方向レールに沿ってベースプレート上を自在に運動する一方、前記可動プレートをＹ方向レールに沿って自在に案内し、結果として可動プレートがベースプレート上をＸ方向及びＹ方向へ自在に移動することが可能となっている。
【０００３】
このような免震装置は、例えば基盤とその上の建物との間に配置され、地震などによる基盤の振動が建物に伝達されるのを防止する。前記Ｘ方向レール及びＹ方向レールとスライドブロックの間の動摩擦係数は極めて小さいため、基盤が地震等によって水平方向へ揺れ動くと、かかる揺れを吸収するようにして前記スライドブロックがＸ方向レール及びＹ方向レール上を移動し、その結果として、可動プレートの上に設けられた建物が基盤の揺れから絶縁され、恰も空気中に浮遊したような状態となっている。これにより、地震等による振動エネルギが建物に伝播したとしても、建物は基盤の振動周期とは無関係にそれ独自の振動周期で揺れることができるので、建物の固有振動周期を十分に長く設定することで、建物と基盤との共振を避け、かかる建物の振動を軽減することが可能となる。
【０００４】
一方、この免震装置では可動プレートがベースプレートに対して自由に移動できることから、例えば地震が収束した後等において、可動プレートをベースプレート上の所定位置に引き戻すことが必要とされ、そのためにベースプレートと可動プレートとを接続する弾性体が設けられている。この弾性体は可動プレートとベースプレートとを結合してはいるが、可動プレートに対して作用する荷重を何ら負荷しないように設定されており、可動プレートに作用する荷重は専ら前記二次元案内装置によって負荷されている。
【特許文献１】特開平１０−６８２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開平１０−６８２４８号公報に示される免震装置では、前記二次元案内装置のＸ方向レールとＹ方向レールとがベースプレートと可動プレートとの間において交差しており、互いに交差したＸ方向レールとＹ方向レールとの間に前記スライドブロックが配置されることから、ベースプレートに対する可動プレートの高さが高くなってしまい、かかる可動プレート上に搭載される構造物の背が高くなってしまうといった問題点があった。
【０００６】
また、前記可動プレートとベースプレートとを接続する弾性体は、可動プレートを所定位置に引き戻すための力が該可動プレートに対して均一に作用するよう、Ｘ方向レール又はＹ方向レールを挟んで対をなすように配置されており、結果としてＸ方向レール及びＹ方向レールの周囲に複数の弾性体が配置されることから、ベースプレート及び可動プレートが大型化してしまうといった問題点があつた。この点からしても、かかる従来の免震装置は精密機器や美術品といった小型の構造物の免震用途には不向きであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、構造物を搭載する可動プレートの高さを低く抑えることができると共に、簡易な構造でコンパクトに製作することが可能であり、精密機器や美術品といった小型の構造物の免震用途に最適な免震装置を提供することにある。
【０００８】
すなわち、本発明の免震装置は、固定プレートと、この固定プレートの中央に配置された柱状の弾性連結体と、この弾性連結体が挿通する貫通孔を有して枠状に形成されると共に、多数のボールを介して前記固定プレートに組付けられてＸ方向へ移動自在な規制プレートと、多数のボールを介して前記規制プレートに組付けられてＹ方向へ移動自在であると共に、前記弾性連結体によって固定プレート上の所定いちに引き戻される可動プレートとから構成されている。
【０００９】
このような技術的手段によれば、規制プレートは貫通孔を有して枠状に形成されているので、固定プレートに対して規制プレートのＸ方向の動きを支承する多数のボールは前記貫通孔の周囲に配置されることになり、また、規制プレートに対して可動プレートのＹ方向の動きを支承する多数のボールも前記貫通孔の周囲に配置されることになり、固定プレートに対して規制プレートを、規制プレートに対して可動プレートを安定して支承することが可能となる。また、固定プレートと規制プレートの間、規制プレートと可動プレートとの間にボールを配置するだけの構造なので、固定プレートから規制プレートまでの全体の高さを低く抑えることが可能である。
【００１０】
また、柱状の弾性連結体は固定プレートに対して可動プレートを一定の位置に引き戻すように作用するが、かかる弾性連結体は固定プレートの中央に配置されて規制プレートの貫通孔に挿通されており、Ｘ方向又はＹ方向へ移動した可動プレートに対してこれを引き戻す力を単独でバランス良く及ぼすことが可能となっている。
【００１１】
従って、本発明の免震装置は簡易且つ小型に製作することが可能であり、しかも小型の構造物を支承するのであれば、１基の使用でかかる構造物を安定して支承することが可能である。すなわち、この免震装置は精密機器や美術品における免震用途に最適である。また、複数基を使用すれば、建物等の大型の構造物の免震用途にも十分に使用可能である。
【００１２】
更に、前記可動プレートは弾性連結体によって固定プレートと結合されているので、固定プレート、規制プレート及び可動プレートは分離不能にユニット化されており、その取り扱いも極めて容易である。この点においても、精密機器や美術品といった小型構造物の免震用途に最適である。
【００１３】
また更に、前記規制プレートは貫通孔に挿通された弾性連結体を囲む枠状に形成されているので、可動プレートが規制プレートに対して一定以上Ｙ方向へ移動し、あるいは規制プレートが固定プレートに対して一定以上Ｘ方向へ移動すると、前記規制プレートが弾性連結体と干渉し、可動プレート及び規制プレートの動きを係止するように構成されている。これにより、過度の振動によって可動プレートが規制プレートから脱落し、あるいは規制プレートが固定プレートから脱落する事故を容易に防止することが可能となる。別な観点からすれば、前記弾性連結体の太さに対して規制プレートの貫通孔の内径を調整することで、可動プレート及び規制プレートのストローク範囲を意図的に制限し、固定プレートに対する可動プレートの過度の移動を抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて本発明の免震装置を詳細に説明する。
【００１５】
図１及び図２は本発明を適用した免震装置の第一の実施形態を示すものであり、図１は内部構造が見えるように一部を切り欠いた斜視図、図２は分解斜視図である。この免震装置１は、建物基礎や床面等の基盤上に載置される固定プレート２と、多数のボール３ａを介して前記固定プレート２に組付けられた規制プレート４と、多数のボール３ｂを介して前記規制プレート４に組付けられた可動プレート５と、前記固定プレート２を可動プレート５と結合する弾性連結体６とから構成されている。
【００１６】
前記固定プレート２はＸ方向及びＹ方向の長さが同一であり、規制プレート４及び可動プレート５も固定プレート２と同じ大きさに形成されている。従って、図１に示すように、これら固定プレート２、規制プレート４及び可動プレート５を積み重ねると、略矩形状のコンパクトな外観を呈する。
【００１７】
前記固定プレート２にはその中央に前記弾性連結体６を挿通させる係止孔２０が貫通形成されており、枠状に形成されている。また、この固定プレート２の規制プレート４との対向面には２条のボール転走溝２１がＸ方向に沿って形成されている。これらのボール転走溝２１は前記係止孔２０の両側に設けられている。一方、前記可動プレート５の中央には固定プレート２の係止孔２０と略同一サイズの係合孔５０が形成されており、前記弾性連結体６の先端がこの係合孔５０に固定されるようになっている。係合孔５０の内周面には弾性連結体６の先端が螺合する雌ねじが形成されている。また、この可動プレート５の規制プレート４との対向面には２条のボール転走溝５１がＹ方向に沿って形成されている。これらのボール転走溝５１は前記係合孔５０の両側に設けられている。
【００１８】
また、前記規制プレート４にはその中央に貫通孔４０が形成されており、前記弾性連結体６がこの貫通孔４０に挿通されている。この規制プレート４の下面側、すなわち固定プレート２との対向面には、固定プレート２のボール転走溝２１と対向するボール転走溝４１が形成される一方、この規制プレート４の上面側、すなわち可動プレート５との対向面には、可動プレート５のボール転走溝５１と対向するボール転走溝４２が形成されている。
【００１９】
前記ボール３ａは固定プレート２のボール転走溝２１と規制プレート４のボール転走溝４１との間に存在し、規制プレート４から固定２プレートに作用する荷重を負荷しながら前記ボール転走溝２１，４１を転走する。これにより、規制プレート４が固定プレート２に対してＸ方向へ自在に移動することが可能となっている。
【００２０】
また、前記ボール３ｂは可動プレート５のボール転走溝５１と規制プレート４のボール転走溝４２との間に存在し、可動プレートから規制プレートに作用する荷重を負荷しながら前記ボール転走溝４２，５１を転走する。これにより、可動プレート５が規制プレート４に対してＹ方向へ自在に移動することが可能となり、全体として、可動プレート５が固定プレート２に対してＸ方向及びＹ方向の双方向へ自在に移動することができるようになっている。尚、同一のボール転走溝を転走する複数のボール３ａ，３ｂは、合成樹脂製又は金属製のボールケージに配列されており、ボール同士の間隔が一定に保持されると共に、ボール同士の相互接触が防止されるようになっている。
【００２１】
すなわち、この免震装置では、前記固定プレート２と規制プレート４との間、規制プレート４と可動プレート５との間には、貫通孔４０を挿通する弾性連結体６を挟んで一対のリニアベアリングが夫々設けられていることになり、このリニアベアリングによって規制プレート４のＸ方向への移動、可動プレート５のＹ方向への移動が実現されている。
【００２２】
一方、前記弾性連結体６は複数の円板状ゴムシート６１と複数の金属板６０とを繰り返し重ねて柱状に形成したものであり、一端には固定プレート２の係止孔２０よりも大きな直径の金属製フランジ部６２が設けられ、他端には可動プレート５の係合孔５０に螺合する金属製の係合部６３が設けられている。この係合部６３の外周面には前記係合孔５０の雌ねじに螺合する雄ねじが設けられている。
【００２３】
柱状に形成された弾性連結体６は、金属板６０によって挟まれたゴムシート６１が弾性変形を生じることにより、前記フランジ部６２に対して係合部６３を傾けることなく、斜めに弾性変形を生じ、元の形状に戻ろうとする復元力を発揮する。一方、前記弾性連結体６の直径は規制プレート４の貫通孔４０の直径よりも小さく設定されており、弾性連結体６と貫通孔４０の内周面との間に隙間が生じるようになっている。従って、弾性連結体６は規制プレート４と干渉するまで弾性変形することが可能である。
【００２４】
このように構成された第一の実施形態の免震装置１の組み立ては、先ず、ボール３ａ，３ｂを挟むようにして固定プレート２、規制プレート４及び可動プレート５を積み重ねた後、図２に示すように、固定プレート２の下側からその係止孔２０に前記弾性連結体６を挿入し、かかる弾性連結体６の一端を固定プレート２に、他端を可動プレート５に固定して行われる。弾性連結体のフランジ部６２はその直径が固定プレート２の係止孔２０よりも大きく設定されているので、弾性連結体６を固定プレート２の係止孔２０に挿通させると、フランジ部６２が係止孔２０の周囲に引っ掛かって固定プレート２に係止される。そして、弾性連結体６の係合部６３を可動プレート５の係合孔５０に螺合させることにより、固定プレート２が可動プレート５に向けて引き付けられると共に該可動プレート５と結合され、固定プレート２、規制プレート４及び可動プレート５の三者が分離不能に一体化される。
【００２５】
図３はこの免震装置の使用状態を示す図である。この免震装置１は前記固定プレート２を床面１０に接するようにして載置され、地震等の振動から保護したい構造物（物品）を可動プレート５に搭載して使用される。例えば前記構造物としては、振動に弱いコンピュータサーバ７等の精密機器、美術品等が挙げられる。床面に振動が作用すると、その振動エネルギが構造物７に伝達されるが、床面１０に接している固定プレート２に対して可動プレート５はＸ方向及びＹ方向へ自在に移動することができるので、構造物７を搭載した可動プレート５は床面１０とは異なる周期の振動数で振動することが可能となり、構造物７に作用する揺れを軽減することが可能となる。
【００２６】
固定プレート２に対して可動プレート５がＸ方向及びＹ方向へ変位を生じると、図３に示すように、これら固定プレート２と可動プレート５とを結合している弾性連結体６は変形を生じ、可動プレート５をホームポジション、すなわち固定プレート２の真上の位置に引き戻す力を発揮する。これにより、床面１０の振動が終息すれば、可動プレート５は最終的にホームポジションに復帰する。
【００２７】
このとき、本発明の免震装置１は固定プレート２、規制プレート４及び可動プレート５の中央に弾性連結体６を配置し、固定プレート２に対する規制プレート４のＸ方向への移動を支承するリニアベアリング、規制プレート４に対する可動プレート５のＹ方向への移動を支承するリニアベアリングを前記弾性連結体６の周囲に配置しているので、可動プレート５に作用する構造物の荷重をバランスよく負荷することができると共に、可動プレート５に対して前記弾性連結体６の引き戻し力を効率よく及ぼすことができ、固定プレート２に対する可動プレート５の動きの円滑化が図られている。従って、この免震装置１は複数基を同時に使用することなく単独で使用した場合であっても、十分な免震機能を発揮することができ、精密機器や美術品といった小型構造物の免震装置として有用である。
【００２８】
また、ボール３ａ，３ｂを介して固定プレート２、規制プレート４及び可動プレート５を積み上げた簡易な構成を具備しているので、床面１０に対する可動プレート５の高さを抑えることができ、その分だけ可動プレート５に搭載した構造物７の振動を軽減することも可能となる。
【００２９】
更に、前記規制プレート４と弾性連結体６とが干渉することにより、可動プレート５の移動範囲が制限されることから、固定プレート２のサイズ、可動プレート５に搭載する構造物のサイズ等に応じ、前記規制プレート４の貫通孔４０の内径を任意に選択することにより、可動プレート５の移動過多による構造物の転倒を防止することができ、この免震装置１を安全に使用することが可能となる。
【００３０】
また更に、床面１０の振動が終息した後に、前記可動プレート５のＸ方向及びＹ方向への往復動、すなわち振動を早期に収束させるためには、前記弾性連結体６の内部に鉛等からなる金属プラグを設け、可動プレート５の移動に伴ってこの金属プラグが変形するように構成すると良い。このような金属プラグは自らの変形によって振動エネルギを消費し、振動エネルギの減衰装置として機能するので、可動プレート５の振動を早期に収束させることが可能となる。
【００３１】
尚、この第一の実施形態の免震装置１は、前述したように、単独で使用した場合であっても十分な免震機能を発揮することができるが、建築物等の大型の構造物に使用する場合には、必要とする荷重負荷能力に応じて複数基を同時に使用するようにしても良い。
【００３２】
次に、図４は本発明の免震装置の第二の実施形態を示すものである。
【００３３】
この図４に示す免震装置１ａも、固定プレート２ａ、規制プレート４ａ、可動プレート５ａ、弾性連結体６を備えており、図１に示した第一の実施形態の免震装置１と同じ構成を具備しているが、固定プレート２ａに対する規制プレート４ａの組付け方、規制プレート４ａに対する可動プレート５ａの組み付け方においてのみ第一の実施形態と異なっている。
【００３４】
この第２の実施形態において、前記固定プレート２ａはＸ方向に沿った案内溝２２を有して略チャネル状に形成されており、案内溝２２に面した内側面にボール転走溝２３が形成されている。可動プレート５ａも同様な構造を具備しており、Ｙ方向に沿った案内溝５２を具備して略チャネル状に形成されており、案内溝５２に面した内側面にボール転走溝５３が形成されている。
【００３５】
一方、前記規制プレート４ａは略矩形状に形成されており、下半体が固定プレート２ａの案内溝２２に遊嵌する一方、上半体が可動プレート５ａの案内溝５２に遊嵌している。また、規制プレート４ａの下半体の側面には固定プレート２ａのボール転走溝２３と対向するボール転走溝が形成される一方、上半体の側面には可動プレート５ａのボール転走溝５３と対向するボール転走溝が形成され、これら固定プレート２ａ、規制プレート４ａ及び可動プレート５ａが多数のボール３を介して組付けられている。これにより、規制プレート４ａは固定プレート２ａに対してＸ方向へ自在に移動することが可能となり、可動プレート５ａは規制プレート４ａに対してＹ方向へ自在に移動することが可能となり、結果的に可動プレート５ａは固定プレート２ａに対してＸ方向及びＹ方向の双方向へ移動自在となっている。
【００３６】
図１を用いて説明した第一の実施形態にかかる免震装置１では、固定プレート、規制プレート及び可動プレートを単純に積み上げた後に、固定プレートと可動プレートとを前記弾性連結体によって結合することで、３枚のプレートを分離不能に結合していた。しかし、この第二の実施形態に係る免震装置１ａでは、チャネル状に形成された固定プレート２ａ及び可動プレート５ａの案内溝２２，５２の内部に対して前記規制プレート４ａがボール３を介して組付けられているので、規制プレート４ａを各案内溝２２，５２から引き抜かない限り、固定プレート２ａ、規制プレート４ａ及び可動プレート５ａを分離することが不能となっている。
【００３７】
また、弾性連結体６を規制プレート４ａの貫通孔４０に挿通させて固定プレートと可動プレートとを結合した後は、規制プレート４ａを固定プレート２ａ及び可動プレート５ａの案内溝２２，５２から引き抜くことが不能となるので、固定プレート２ａ、規制プレート４ａ及び可動プレート５ａが分離してしまうことはない。すなわち、この第二の実施形態の免震装置１ａは可動プレート５ａに対してこれを固定プレート２ａから引き離そうとする荷重が作用したとしても、かかる荷重を十分に負荷することができ、第一の実施形態に係る免震装置と比較して、可動プレート５ａに搭載した構造物の転倒を防止する機能に優れたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した免震装置の第一の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した免震装置の分解斜視図である。
【図３】第一の実施形態に係る免震装置の使用例を示す正面図である。
【図４】本発明を適用した免震装置の第二の実施形態を示す斜視図である。解斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…免震装置、２…固定プレート、３ａ，３ｂ…ボール、４…規制プレート、５…可動プレート、６…弾性連結体、４０…貫通孔
【図１】
2008291915.tif 000003
【図２】
2008291915.tif 000004
【図３】
2008291915.tif 000005
【図４】
2008291915.tif 000006