(57)【要約】【課題】自動復帰、移動量による摩擦力の増加機能を有し、調整が容易、構造が簡単、摩擦力のばらつきがなく摩擦力特性を持続でき、長寿命の免震装置を提供。【解決手段】上プレート８側ガイド６に摺動案内される上プレート側案内棒４の下プレート側平面４ａと、下プレート９側ガイド７に摺接案内される下プレート側案内棒５の上プレート側平面５ａとの距離を一定にし、下、上プレート側平面に摺接する摺接パッド１２、弾性部材（皿ばね）１４とからなる減衰装置２５を設ける。また、一方の減衰装置は摺接面１８のみでもよい。原位置では摺接パッドまたは摺接面と案内棒とに隙間１５を設ける。案内棒の側面５ｂを摺接する側面用摺接パッド１７と側面用弾性部材１６とを有する側面用減衰装置２３，２４を設ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に凹部が形成された上皿と、上面に上皿凹部に対向するように設けられた凹部が設けられた下皿と、上皿及び下皿の間にあって回転自在に上皿を下皿に対して支持するボールと、から成る支承体が複数個配置され、それぞれの上皿を配置固定する上プレートが、それぞれの下皿を配置固定する下プレートに対して、平面視での姿勢を変えることなく水平方向移動するように案内する、互いに直交して一体結合した案内棒を有し、前記案内棒は上プレート及び下プレートに設けられた１個又は複数のガイドによって摺動案内され、上プレートの下プレートに対する平面視での水平方向移動を、案内棒と前記ガイドとの間に働く摩擦力で減衰させる減衰装置を有する免震装置において、前記上プレート側ガイドに摺動案内される上プレート側案内棒の下プレート側平面と、前記下プレート側ガイドに摺接案内される下プレート側案内棒の上プレート側平面との距離が一定にされ、前記減衰装置は前記下プレート側平面に摺接するようにされた摺接パッドと、前記摺接パッドを前記下プレート側平面に付勢する弾性部材と、を有する上プレート側減衰装置と、前記上プレート側平面に摺接するようにされた摺接パッドと、前記摺接パッドを前記上プレート側平面に付勢する弾性部材と、を有する下プレート側減衰装置と、を備えていることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記上又は下プレート側減衰装置の一方の摺接パッド、弾性部材に代えて、前記ガイドに前記下プレート側平面又は上プレート側平面が摺接可能にされた上又は下プレート側摺接面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記弾性部材は皿ばねであることを特徴とする請求項１又は２記載の免震装置。
【請求項４】
前記ボールが上下皿中心近傍位置にあるときには、前記下プレート側平面、又は、上プレート側平面の少なくとも一方が前記摺接パッドまたは前記摺接面と隙間を有するようにされていることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の免震装置。
【請求項５】
前記摺接パッド及び弾性部材に加え、前記案内棒の側面を摺接する側面用摺接パッドと、前記側面用摺接パッドを前記案内棒の側面に付勢する側面用弾性部材と、を有する側面用減衰装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は免震装置の構造に関すし、特に揺れを減衰（ブレーキ）させる減衰装置を備えた免震装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震装置は、例えば特許文献１においては、上プレートと下プレートにそれぞれレールとスライダを配置して、レールがスライダ上を摺動することにより、上プレートが下プレートに対して平面視での姿勢を変えることなく水平方向移動できるような構造となっている。また該レールの両側面に、回動されてレールと摩擦接触する摩擦部材が設けられている。摩擦部材はレールを挟んで２組の長方形の板部材に分かれ、それぞれがレールを挟んで対称となるように長方形のレールから離れた側の中央位置に回転中心軸を設け、レール側の２隅、合計４隅をそれぞれ長いコイルスプリングで四方へ引っ張るようにしている。コイルスプリングはレールを挟んで一組にされ、摩擦部材が例えばレールを右方向に移動すると右側のスプリングが短く、左側のスプリングは引っ張られ長くなる。従って、摩擦部材は左右スプリングがバランスする位置即ち原位置に常に復帰しようとする。これにより、地震時の揺れを防ぎ、また、地震後の原位置への復帰、即ち、上プレートの下プレートに対する変位を復元を行う。
【０００３】
一方、レールに沿って摩擦部材が移動すると、コイルスプリングの短くなる方のスプリングの張力が下がり、長くなる側のスプリングの張力が大きくなるので、回転中心回りに摩擦部材が回転し、レールに両側から当接して摩擦力を発生し、摩擦部材によりブレーキ作用が行われ上プレートの下プレートに対する移動を減衰させる。このブレーキ力はコイルスプリングのバランス位置、即ち原位置ではほとんどなく、原位置より離れる程大きくなる。したがって、上プレートの下プレートに対する水平方向移動量が大きくなるにつれて摩擦部材の圧接力を大きくして、移動量過大となるのを抑制している。このように、免震装置においては、摩擦力が上プレートの下プレートに対する平面視での水平方向移動量によって増減させるようにして、自動復帰機能と、免震装置移動量を抑制している。
【特許文献１】特開２０００−２４０７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のものでは摩擦部材は回動させるため、摩擦部材とレールとは線で接触しており、レールに対する摩擦部材の姿勢等、接触の状態により弾性部材の弾発力が同じでも発生する摩擦力がばらつくという問題があった。また、当初摩擦部材とレールとは線接触であっても、摩擦部材の摩耗により、同じ摩擦部材の回転角でも、すなわち同じ上プレートの下プレートに対する移動量でも摩擦力が小さくなり、免震装置として時間の経過とともに、上プレートの下プレートに対する移動を減衰する機能が低下するという問題もあった。また、長いコイルスプリングを使用するので、構造が複雑であり、取り扱いも煩雑であるという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、自動復帰機能を有すると共に、上下プレートの水平方向移動量により摩擦力が増加するような免震装置において、摩擦力の調整が容易で、構造が簡単、摩擦力のばらつきがなく、かつ時間の経過があっても摩擦力特性を持続できる長寿命の免震装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、下面に凹部が形成された上皿と、上面に上皿凹部に対向するように設けられた凹部が設けられた下皿と、上皿及び下皿の間にあって回転自在に上皿を下皿に対して支持するボールと、から成る支承体が複数個配置され、それぞれの上皿を配置固定する上プレートが、それぞれの下皿を配置固定する下プレートに対して、平面視での姿勢を変えることなく水平方向移動するように案内する、互いに直交して一体結合した案内棒を有し、前記案内棒は上プレート及び下プレートに設けられた１個又は複数のガイドによって摺動案内され、上プレートの下プレートに対する平面視での水平方向移動を、案内棒と前記ガイドとの間に働く摩擦力で減衰させる減衰装置を有する免震装置において、前記上プレート側ガイドに摺動案内される上プレート側案内棒の下プレート側平面と、前記下プレート側ガイドに摺接案内される下プレート側案内棒の上プレート側平面との距離が一定にされ、前記減衰装置は前記下プレート側平面に摺接するようにされた摺接パッドと、前記摺接パッドを前記下プレート側平面に付勢する弾性部材と、を有する上プレート側減衰装置と、前記上プレート側平面に摺接するようにされた摺接パッドと、前記摺接パッドを前記上プレート側平面に付勢する弾性部材と、を有する下プレート側減衰装置と、を備えた免震装置を提供することにより前述した課題を解決した。
【０００７】
即ち、上皿と下皿と、それらの間にあって回転自在に下皿に対して上皿を支持するボールと、からなる支承体を複数個配置して、上プレートが下プレートに対して移動できるようにし、また移動による変位を復元する機能を持たせた。また上プレートが下プレートに対して、平面視で姿勢を変えることなく水平移動できるように、互いに直交して一体結合し、上プレート及び下プレートにそれぞれ設けられたガイドによって摺動案内された案内棒を設けた。かかる、免震装置のように上下皿間のボールを移動する構造においては、ボールの移動に従い、上下皿間の距離が増大していく。本発明はこの点に注目したものである。
【０００８】
特に、本発明においては上プレート側ガイドに摺動案内される上プレート側案内棒の下プレート側平面と、減衰装置を下側ガイドに摺接案内される下プレート側案内棒の上プレート側平面との距離を一定にした。さらに、下（上）プレート側平面に摺接するようにされた上（下）プレート側摺接パッドと、上プレート側摺接パッドを下（上）プレート側平面に付勢する弾性部材を有する上（下）プレート側減衰装置とした。これにより、ボールの移動が増すと相対的に上（下）皿は上（下）方向に移動するのに対し、案内棒の下及び上プレート側平面間の距離は変わらないので、下プレート側平面は上プレート側ガイドに設けられている上プレート側摺接パッド、上プレート側平面は下プレート側ガイドに設けられている下プレート側摺接パッドにそれぞれ近接し、弾性部材に抗して両摺接パッドを押し返すことになる。押し返し量はボールの移動量に応じて大きくなる。また、摩擦力は上又は下プレート側摺接パッドを弾性部材で押す構造なので、構造も簡単で、面接触も容易に実現できる。
【０００９】
摺接パッドは上下両方に設けても、一方のみでもよいが、本発明においては、上下プレート（皿）の上下方向の距離の増大を利用しているため、必ず上、下プレート側平面の両側平面を規制する必要がある。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記上又は下プレート側減衰装置の一方の摺接パッド、弾性部材に代えて、前記ガイドに前記下プレート側平面又は上プレート側平面が摺接可能にされた上又は下プレート側摺接面が設けられた免震装置とした。これにより、片方だけに上又は下プレート側摺接パッド及び弾性部材を設けても前述したと同様な作用を得ることができる。
【００１０】
弾性部材はスプリング、ゴム、皿ばね等を用いればよいが、請求項３に記載の発明においては、前記弾性部材を皿ばねとした。皿ばねは変位に対する荷重が大きく、また経年変化が少ないので、本発明免震装置のようにボールの移動による上下方向距離が小さい場合により適している。また、ボールが中心位置にあるときは復帰し易くするためにブレーキ（減衰）作用をさせない場合がある。そこで、請求項４に記載の発明においては、前記ボールが上下皿中心近傍位置にあるときには、前記下プレート側平面、又は、上プレート側平面の少なくとも一方が前記上又は下プレート側摺接パッドまたは前記上又は下プレート側摺接面と隙間を有する免震装置とした。隙間を設けることにより、弾性部材の荷重が上又は下プレート側摺接パッドにかからない状態で、上、下側平面を移動できるので、ブレーキがかからない。
【００１１】
さらに、減衰特性を変えたい場合がある。そこで、請求項５に記載の発明においては、前記摺接パッド及び弾性部材に加え、前記案内棒の側面を摺接する側面用摺接パッドと、前記側面用摺接パッドを前記案内棒の側面に付勢する側面用弾性部材と、を有する側面用減衰装置を備えた免震装置とするのがよい。案内棒をガイドに装着された上下の摺接パッドと側面用摺接パッドとの３方で面接触できるので、摩擦力を大きくしたり、減衰特性を変えることができる。なお、側面用減衰装置は一定力である。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、本発明においては上プレート側ガイドに摺動案内される上プレート側案内棒の下プレート側平面と、下プレート側ガイドに摺接案内される下プレート側案内棒の上プレート側平面との距離を一定にし、下（上）プレート側平面に摺接するようにされた摺接パッドと、摺接パッドを下（上）プレート側平面に付勢する弾性部材を有する上（下）プレート側減衰装置とし、ボールの移動に応じて、下（上）プレート側平面は上（下）プレートガイドに設けられている上（下）プレート側摺接パッドにそれぞれ近接させ、摩擦力を得るようにしたので、自動復帰機能を有すると共に、上下プレートの水平方向移動量により摩擦力が増加するような免震装置とすることができる。さらに、、摩擦力は摺接パッドを弾性部材で押す構造なので、摩擦力の調整が容易で、構造が簡単、減衰力・摩擦力のばらつきがなく、かつ時間の経過があっても摩擦力特性を持続でき、長寿命となった。
【００１３】
片方だけに上又は下プレート側摺接パッド及び弾性部材を設けて同様な作用を得ることができるようにしたので、より簡単な構造も可能である（請求項２）。また、弾性部材を変位に対する荷重が大きく、また経年変化が少ない皿ばねとしたので、摩擦力設計が容易、小型化ができ、長寿命となる（請求項３）。また、ボールが上下皿中心近傍位置にあるときには、下プレート側平面、又は、上プレート側平面の少なくとも一方の摺接パッドまたは摺接面と隙間設け、ブレーキなしに上、下側平面を移動できるようにしたので、ボールによる自動復帰も容易に得ることができる（請求項４）。さらに、上又は下プレート側摺接パッドと側面用摺接パッドとの３方で面接触させ、摩擦力を大きくしたり、減衰特性を変えることができ、設計が容易で、種々の条件に対する制震特性を得られる（請求項５）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す免震装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は上プレートと下プレートが同位置（原位置）にあるときの一個の支承体及びガイドを示す部分拡大断面図、図４は上プレートと下プレートが移動したときの一個の支承体及びガイドを示す部分拡大断面図である。なお実質上同一部材ないし部分はすべての図面を通じて同一の符号で示すこととし、重複する説明は省略する。本実施の形態においては、下プレート側ガイドは下プレート側減衰装置及び側面用減衰装置を設け、上プレート側ガイドには側面用減衰装置のみを設けた場合について述べる。各図面において、本発明免震装置２１は、は上皿１と、これに対向する下皿２との間に回転自在に、下皿２に対して上皿１を支持するボール３が介在して成る支承体２２が複数個（例えば４個）配置されている。各支承体２２の上皿１は上プレート８に、また下皿２は下プレート９にそれぞれ配置固定され、下プレート９に対して上プレート８が移動すると、その動きに呼応して各支承体のボール３も移動する。各支承体２２の上皿１の下面及び下皿２の上面は凹面（例えば球面）１ａ，１ｂとなっており、ボール３が一旦移動しても凹面の中心位置に戻ろうとする作用が働き、免震装置２１は原点復帰機能を有することとなる。
【００１５】
上プレート８と下プレート９との間には互いに直交する縦方向（上プレート側）案内棒４及び横方向（下プレート側）案内棒５が介在する。図１及び２において、上プレート８には縦方向案内棒４に沿って２個の上プレート側ガイド６が配置固定されている。また下プレートには横方向案内棒５に沿って２個の下プレート側ガイド７が配置固定されている。図２において、縦方向案内棒４と横方向案内棒５とは、それぞれの交差部においてスペーサ１０を介してボルト１１によって締め付け結合され、互いに直交して一体となっている。また、図２，３に示すように、縦方向案内棒４の下プレート側平面４ａと横方向案内棒の５の上プレート側平面５ａ間の距離も一定にされている。各図に示すように、縦方向案内棒４は、上プレート８に配置固定されたガイド６により横方向にはブロックされて動けず、縦方向に移動できるようにされている。また、横方向案内棒５は、下プレート９に配置固定されたガイド７により縦方向にはブロックされて動けず、横方向に移動できるようにされている。従って、下プレート９に対して、上プレート８は、直交に一体にされた案内棒を介して、横方向は横案内棒５と下プレート側ガイドに沿って、縦方向は縦案内棒４が上プレート側ガイドに沿って移動し、平面視での水平移動ができるようにされている。また、縦横いずれの動きにおいても、上プレート８が、下プレート９に対して回転しようとしても、案内棒４，５と、上下プレート８，９に配置固定されたガイド６，７にブロックされるので回転できず、上プレート８は、下プレート９に対して平面視での姿勢を変えることなく移動できる。
【００１６】
図１は上プレート８が、下プレート９に対して同時に縦方向と横方向に移動した場合を示している。図１，２において、縦方向案内棒４は、上プレート８に配置固定された上プレート側ガイド６に装着された側面用摺接パッド１７と側面４ｂで面接触しており、該側面用摺接パッドによって摺動案内される。又、側面用摺接パッド１７はコイルばね（側面用弾性部材）１６により、縦方向案内棒４と常時一定の接圧で摺動接触するようにされ、上プレート側側面用減衰装置２３を構成している。また、横方向案内棒５は、下プレート９に配置固定された下プレート側ガイド６に装着された側面用摺接パッド１７と側面５ｂで面接触しており、該側面用摺接パッドによって摺動案内される。又、側面用摺接パッド１７はコイルばね１６により、横方向案内棒５と常時一定の接圧で摺動接触するようにされ、下プレート側側面用減衰装置２４を構成している。かかる構成によれば、上プレート８の、下プレート９に対する平面視での縦及び横方向移動を減衰させる能力にばらつきはなく、常時一定に保たれる。
【００１７】
図２に示すように、上プレート８の上プレート側ガイド６は縦方向案内棒４の下プレート側平面４ａが摺接する上プレート側摺接面１８が設けられている。これにより縦方向案内棒４はこれより下方には移動できないようにされている。一方、図２，３、４に示すように、下プレート９に配置固定された下プレート側ガイド６には横方向案内棒５の上プレート側平面５ａと面接触する下プレート側摺接パッド１２がボルト１３によって装着されている。また、摺接パッド１２の背面には皿ばね１４が装着されており、皿ばねにより下プレート側摺接パッド１２を上プレート側平面５ａに押し当てる方向に働くようにされ、下プレート側減衰装置２５が構成されている。
【００１８】
かかる免震装置２１の作動について説明する。図２に示すように、上プレート８が下プレート９に対して移動した場合、支承体２２の皿１，２のボール３が転走する面１ａ，２ａが凹形状であることにより、上プレート８は下プレート９に対して上方にも移動する。これにともない、上プレート８に配置固定されているガイド７も同時に下プレート９に対して上方に移動する。しかし、上、下プレート側案内棒４，５は一体結合され、上プレート側平面４ａと下プレート側平面５ａとの距離が一定となっているので、上プレート８が上方に移動すると、上、下プレート側平面４ａ，５ａがそれぞれ上プレート側摺接面１８及び下プレート側摺接パッド１２にそれぞれ当接され上下方向の動きを規制される。下プレート側摺接パッド１２は皿ばね１４で抑えられているので、上プレート８の上方向の動きに対してばね作用により上方移動量に応じて抵抗が増すように働く。上プレート側ガイド６は上プレート側摺接面１８のみ設けているので、移動量は全て横方向案内棒５側に与えられる。
【００１９】
詳述すると、図３は上プレート８の下プレート９に対する移動量が小さい、又は原点位置での場合の横方向案内棒５の状態を示している。この場合は、上下プレート間の距離は一番小さいので、上下案内棒４，５は重力で下方に下がっており、縦（上プレート側）案内棒４はその下面（下プレート側平面）４ａを図２で示す、上プレート側摺接面１８に接触している。また、横（下プレート側）案内棒５は、下プレートと微少隙間で浮いており、上プレート側平面５ａと下プレート側摺接パッド１２との間に隙間１５が設けられている。なお、下プレート側平面４ａと上プレート側摺接面１８との間に微少隙間を設け、下プレート側案内棒５と下プレートとを摺接させておいてもよい。
【００２０】
図４は上プレート８の下プレート９に対する移動量が大きい場合の横方向案内棒５の状態を示している。この場合は上プレート８の上方移動にともない、縦方向案内棒４が上プレート側摺接面１８に引き上げられ、横方向案内棒５も上方移動するので、横方向案内棒５の上プレート側平面５ａと下プレート側摺接パッド１２とが接触する。この接触により摺接パッドによる摩擦力が発生し、横方向案内棒５にブレーキがかかる。横方向案内棒側面５ｂと側面用摺接パッド１７との接圧による摩擦力に、この摺接パッドによる摩擦力が新たに加わることとなる。上プレート８の下プレート９に対する移動量が更に大きくなると、上、横方向案内棒４，５の上方移動量の増量分に対応して、下プレート側摺接パッド１２との接圧も、背面に装着した皿ばね１４の特性に従って大きくなる。なお下プレート側摺接パッド１２と横方向案内棒５の上面（上プレート側平面上面）５ａとは面接触なので、横方向案内棒５の上方移動量に対する減衰力にばらつきはなく、また時間の経過とともに減衰力が減少することもない。
【００２１】
かかる構成によれば、上プレート８の下プレート９に対する移動量が一定値を越えると、横方向の減衰力が急激に大きくなるので、上プレート８の下プレート９に対する横方向移動量過大を抑制することができるので、免震装置としての信頼性が高まる。なお、実施の形態では、縦方向案内棒を案内するガイドは側面用摺接パッドの上プレート側側面用減衰装置２３のみ設けているが、下プレート側摺接パッドを有する下プレート側減衰装置２５と同様なものを上プレートに設ければ縦方向も同様な制御ができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態を示す免震装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す上プレートと下プレートが同位置（原位置）にあるときの一個の支承体及びガイドを示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す上プレートと下プレートが移動したときの一個の支承体及びガイドを示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    上皿
１ａ  凹部（凹面）
２    下皿
２ａ  凹部（凹面）
３    ボール
４    上プレート側（縦方向）案内棒
４ａ  （上プレート側案内棒）下プレート側平面
４ｂ  上プレート側案内棒側面
５    下プレート側（横方向）案内棒
５ａ  （下プレート側案内棒）上プレート側平面
５ｂ  下プレート側案内棒側面
６    上プレート側（縦方向）ガイド
７    下プレート側（横方向）ガイド
８    上プレート
９    下プレート
１２  （下プレート側）摺接パッド
１４  弾性部材（皿ばね）
１５  隙間
１６  側面用弾性部材（コイルばね）
１７  側面用摺接パッド
１８  （上プレート側）摺接面
２１  免震装置
２２  支承体
２３  上プレート側側面用減衰装置
２４  下プレート側側面用減衰装置
２５  （下プレート側）減衰装置
【図１】
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【図２】
2005201287.tif 000004
【図３】
2005201287.tif 000005
【図４】
2005201287.tif 000006