(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、ベースプレートの上面上に転動自在に設けた支承球と、被免震体側に連設されて上記ベースプレートに対向するブロックと、ブロックの中央に設けたほぼ漏斗状のボールシートと、ブロックの下部に上記ボールシートと対向して設けられると共に上記支承球を回転自在に収容したボールガイドと、上記ボールシートの下端中央の湾曲支承面と上記支承球の外面との間に形成した第１の湾曲した凹状隙間と、上記ボールシートの下端外周側湾曲面と上記ボールガイドの上面との間に形成して上記第１の凹状隙間に連続する第２の湾曲隙間と、上記ボールシートの湾曲した上側面と上記ブロックの湾曲した中央下面との間に形成されて上記第２の湾曲隙間に連続する第３の湾曲隙間と、上記各隙間内に転動自在に介在させた多数のボールベアリングとからなり、上記第２の湾曲隙間を形成する上記ボールガイドの内周側上面に水平面部を形成している免震装置において、上記ボールシートの上記下端外周側湾曲面から上記第１の凹状隙間方向に向けて上記ボールガイドの水平面部と平行となる他の水平面部を延長して上記ボールシートの支承面に連続させたことを特徴とする免震装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、免震装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、陳列台や建物などにあっては、基台や地盤などとの間に免震装置を配在して基台や地盤などからの横揺れが陳列台や建物などに伝播されないように免震することがあり、そのための免震装置として種々の提案がある。
【０００３】
その中で、たとえば、ボールアイソレータと称される免震装置は、図３に示すように、基台や地盤などの基盤１に水平に設置されるベースプレート２と、このベースプレート２の上方に位置決められると共にベースプレート２の上面２ａで転動する支承球Ｂを有しながら陳列台や建物などの被免震体３に連設される本体部４とを有してなるとしている。
【０００４】
このとき、ベースプレート２の上面２ａは、中心から外周に向けて適宜角度の直線状の上り勾配となる円錐凹状面に設定されてなるとして、いわゆる上面が湾曲面からなる場合に比較して、この上面２ａを支承球Ｂが転動する際の共振を回避し得るように配慮している。
【０００５】
また、支承球Ｂは、大径の鋼球からなり、図４に示すように、本体部４内に収装されている多数の小径の鋼球たるボールベアリングｂ群に接触する構造に設定されていて、その転動性能が保障されるとしている。
【０００６】
すなわち、本体部４は、ボールシート４１と、ボールガイド４２と、このボールシート４１およびボールガイド４２を一体に有して被免震体３に連設されるブロック４３とからなる。
【０００７】
このとき、ボールシート４１は、下向きのほぼ漏斗状の外観を呈するように形成されていて、支承球Ｂの外周面に対向することになる下端面４１ａが支承球Ｂの曲率と同一曲率の湾曲凹面に設定されており、また、上端軸部４１ｂがブロック４３の軸芯部に枢支されて水平方向に回動可能とされている。
【０００８】
なお、ボールガイド４２は、後述するボールベアリングｂのいわゆる座として機能すると共に、ボールベアリングｂの脱落を阻止するカバーとしても機能するように設定されている。
【０００９】
一方、ボールベアリングｂは、支承球Ｂとボールシート４１との間に形成されて有効隙間として機能する凹状隙間Ａ１と、この凹状隙間Ａ１に連続するように支承球Ｂとボールガイドとの間に形成されて誘導隙間として機能する環状湾曲隙間Ａ２と、この環状湾曲隙間Ａ２連続するようにブロック４３とボールシート４１との間に形成されて遊動隙間として機能する環状湾曲隙間Ａ３とに充満されるように収装されてなるとしている。
【００１０】
それゆえ、この免震装置にあっては、たとえば、基盤１に横揺れが発現されるときに、相対的に看て、支承球Ｂがベースプレート２の上面２ａを上り下りするように転動することになり、したがって、被免震体３が基盤１の横揺れによって横揺れすることを回避させる、すなわち、免震することになる。
【００１１】
このとき、有効隙間たる凹状隙間Ａ１にあるボールベアリングｂ群は、上方からの荷重を下方となる支承球Ｂに伝達する一方で、支承球Ｂが、たとえば、図中に矢印で示すように回動するときに、同じく図中に矢印で示すように誘導隙間たる環状湾曲隙間Ａ２に向かって移動する、すなわち、流れるようになる。
【００１２】
ちなみに、ボールベアリングｂ群が図中で左側の環状湾曲隙間Ａ２に向かって流れるときには、いわゆる反対側となる図中で右側の環状湾曲隙間Ａ２からのボールベアリングｂが凹状隙間Ａ１に補充されるように流れ込むことになる。
【００１３】
なお、基盤１の横揺れが消滅すると、支承球Ｂがベースプレート２の上面２ａの中央に戻るようになり、図示するように、支承球Ｂが上面２ａの中央に静止するときに、被免震体３が静止状態に安定することになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した免震装置にあっては、有効隙間たる凹状隙間Ａ１にあるボールベアリングｂ群による荷重負担が設定通りに実現されなくなると指摘される可能性がある。
【００１５】
すなわち、この免震装置にあって、凹状隙間Ａ１にあるボールベアリングｂ群は、前記したように、上方からの荷重を下方となる支承球Ｂに伝達する機能を果たすように設定されている。
【００１６】
それゆえ、この凹状隙間Ａ１にあるボールベアリングｂ群は、その数が減ると設定通りに荷重を負担できなくなる、すなわち、各ボールベアリングｂへの荷重が過大になり、群集するボールベアリングｂに変形や破壊が招来されることになる。
【００１７】
そして、群集するボールベアリングｂに変形や破壊が招来される場合には、支承球Ｂの転動を保障し得なくなり、したがって、この免震装置を免震装置として利用し得なくなる。
【００１８】
ところで、上記したボールベアリングｂの数の減少は、上記した従来の免震装置にあって、以下の理由で発現されると考え得る。
【００１９】
すなわち、ボールシート４１における言わば外周側の下端は、図５に示すように、前記した環状湾曲隙間Ａ２を形成すると共に、この環状湾曲隙間Ａ２と凹状隙間Ａ１との合流部分を形成する。
【００２０】
このとき、環状湾曲隙間Ａ２は、ここにあるボールベアリングｂがボールシート４１の下端でボールガイド４２に押し付けられて動けなくなることを防止するために、その隙間幅がベアリングｂの直径よりも大きくなるように設定されている。
【００２１】
ちなみに、ボールシート４１における外周側の下端は、これをいわゆる湾曲面に仕上げる目的で、そこにおける肉厚と同一寸法の径の円からなる湾曲面に設定されている。
【００２２】
一方、ボールガイド４２にあっては、上記の合流部分を形成する部位が加工上の理由から環状の平坦部たる水平面部４２ａとされている。
【００２３】
それゆえ、この水平面部４２ａ上にあるボールベアリングｂ１がボールシート４１の下端面４１ａに接触するについて、すなわち、ボールベアリングｂ２がある位置たる凹状隙間Ａ１の言わば入口にまで移動するについては、かなりのストロークＨを上昇することが要求されることになる。
【００２４】
なお、図中に破線で示すボールベアリングｂは、ボールベアリングｂ１がボールベアリングｂ２の位置まで移動する際の軌跡を示すものである。
【００２５】
その結果、水平面部４２ａ上にあるボールベアリングｂ１は、これよりも言わば背後側の上方たる環状湾曲隙間Ａ２，Ａ３にあるボールベアリングｂ群からの荷重で上記のストロークＨを上昇せざるを得ず、しかも、環状湾曲隙間Ａ２，Ａ３にあるボールベアリングｂ群からの荷重にも限度があり、したがって、凹状隙間Ａ１の入口に容易に移動し得えなくなって、有効隙間たる凹状隙間Ａ１にあるべきボールベアリングｂ群の数が減ることになると考えられる。
【００２６】
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、上方からの荷重を下方たる支承球に伝達するボールベアリング群が設定通りの荷重負担を可能にして、所期の目的を十分に達成し得るようにした免震装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、 ベースプレートと、ベースプレートの上面上に転動自在に設けた支承球と、被免震体側に連設されて上記ベースプレートに対向するブロックと、ブロックの中央に設けたほぼ漏斗状のボールシートと、ブロックの下部に上記ボールシートと対向して設けられると共に上記支承球を回転自在に収容したボールガイドと、上記ボールシートの下端中央の湾曲支承面と上記支承球の外面との間に形成した第１の湾曲した凹状隙間と、上記ボールシートの下端外周側湾曲面と上記ボールガイドの上面との間に形成して上記第１の凹状隙間に連続する第２の湾曲隙間と、上記ボールシートの湾曲した上側面と上記ブロックの湾曲した中央下面との間に形成されて上記第２の湾曲隙間に連続する第３の湾曲隙間と,上記各隙間内に転動自在に介在させた多数のボールベアリングとからなり、上記第２の湾曲隙間を形成する上記ボールガイドの内周側上面に水平面部を形成している免震装置において、上記ボールシートの上記下端外周側湾曲面から上記第１の凹状隙間方向に向けて上記ボールガイドの水平面部と平行となる他の水平面部を延長して上記ボールシートの支承面に連続させたことを特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による免震装置にあっても、基本的には、前記した図４および図５に示す免震装置と同様に、いわゆるボールアイソレータと称される免震装置とされている。
【００２９】
それゆえ、図示する実施の形態において、その構成が前記した従来例の場合と同様となるところについては、図中に同一の符号を付するのみとして、要する場合を除き、その詳しい説明を省略し、以下には、この発明において特徴となるところを中心に説明する。
【００３０】
すなわち,この発明による免震新装置は、図４の従来例と同じく、ベースプレート２と、ベースプレート２の上面２a上に転動自在に設けた支承球Ｂと、被免震体３側に連設されて上記ベースプレート２に対向するブロック４３と、ブロック４３の中央に設けたほぼ漏斗状のボールシート４１と、ブロック４３の下部に上記ボールシート４１と対向して設けられると共に上記支承球Ｂを回転自在に収容したボールガイド４２と、上記ボールシート４１の下端中央の湾曲支承面４１aと上記支承球Ｂの外面との間に形成した第１の湾曲した凹状隙間Ａ１と、上記ボールシート４１の下端外周側湾曲面と上記ボールガイド４２の上面との間に形成して上記第１の凹状隙間Ａ１に連続する第２の湾曲隙間Ａ２と、上記ボールシート４１の湾曲した上側面と上記ブロック４３の湾曲した中央下面との間に形成されて上記第２の湾曲隙間Ａ２に連続する第３の湾曲隙間Ａ３と,上記各隙間Ａ１,Ａ２,Ａ３内に転動自在に介在させた多数のボールベアリングｂと、上記第２の湾曲隙間Ａ２を形成する上記ボールガイド４２の内周側上面に水平面部４２aを形成しているものである。
そして、本発明では、図１,図２に示すように、上記ボールシート４１の上記下端外周側湾曲面から上記第１の凹状隙間Ａ１方向に向けて上記ボールガイド４２の水平面部４２ａと平行となる他の水平面部４１ｃを延長して上記ボールシート４１の支承面４１ａに連続させたことを特徴とするものである。
以下更に詳しく説明する。
【００３１】
それゆえ、この実施の形態による場合には、前記した従来例による場合に比較して、支承球Ｂと湾曲凹面たる下端面４１ａとの間に形成される有効隙間たる凹状隙間Ａ１の言わば外周側端が下方に向けて長くなることになる。
【００３２】
すなわち、従来例の場合は、湾曲凹面たる下端面４１ａの下端縁が図中に符号ｃ１で示す位置になる、すなわち、ボールシート４１における外周側の下端を形成する円の接線位置であってこの円の中心と支承球Ｂの中心とを結ぶ線との合点位置になる（図５参照）。
【００３３】
それに対して、この実施の形態の場合には、水平面部４１ｃがボールシート４１における外周側の下端を形成する円の水平方向の接線方向に沿うように形成されるとするから、湾曲凹面たる下端面４１ａの下端縁と水平面部４１ｃの内周側縁との合点位置ｃが上記した合点位置ｃ１より下方になる。
【００３４】
このとき、支承球Ｂの中心と合点位置ｃとを結ぶ線は、上記した支承球Ｂの中心と合点位置ｃ１とを結ぶ線よりいわゆる広角になる。
【００３５】
以上のことから、この実施の形態による凹状隙間Ａ１の言わば入口は、ボールガイド４２に形成の水平面部４２ａに近づくことになり、従って、この水平面部４２ａ上にある図中に破線図で示すボールベアリングｂは、図中に実線図で示すボールベアリングｂがある位置まで、すなわち、凹状隙間Ａ１の入口に至るについて、前記した従来例の場合に比較して、小さいストロークｈだけ上昇すれば足りることになる。
【００３６】
その結果、水平面部４２ａ上にあるボールベアリングｂは、これよりも言わば背後側の上方たる環状湾曲隙間Ａ２，Ａ３にあるボールベアリングｂ群からの荷重で上記のストロークｈを上昇し得ることになり、凹状隙間Ａ１の入口に容易に移動し得ることになる。
【００３７】
しかも、凹状隙間Ａ１の言わば外周側端が下方に向けて長くなることから、凹状隙間Ａ１たる有効隙間が広くなり、したがって、ここに収容されるボールベアリングｂの数が増えることになる。
【００３８】
このとき、この実施の形態では、ボールシート４１の下端に僅かな設計変更を施すのみで足り、ボールシート４１の言わば全長を大きくする必要がないから、その実施化が容易になる点で有利となる。
【００３９】
そして、凹状隙間Ａ１にあるボールベアリングｂの数が増えることで、各ボールベアリングｂが負担する荷重が小さくなり、したがって、凹状隙間Ａ１で群集するボールベアリングｂに変形や破壊が招来され難くなり、支承球Ｂの転動を言わば恒久的に保障し得ることになる。
【００４０】
図２は、上記したボールシート４１における下端を拡大したものであるが、水平面部４１ｃにおける内周側縁と湾曲凹面たる下端面４１ａの下端縁との連続位置（図中にｃで示す）は、図中ではいわゆる角度を有するように形成されてなるとしているが、これに代えて、図中に破線図で示すように、この連続位置に小さいのアールが付けられてなるとしても良い。
【００４１】
そして、この場合には、連続位置がいわゆる角張っている場合に比較して、ボールベアリングｂの円滑な流れを期待できることになり、したがって、前記した凹状隙間Ａ１における有効なボールベアリングｂ数の確保の上で有利となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、従来の免震装置を改良して、ボールシートの下端外周側湾曲面から第１の凹状隙間方向に向けてボールガイドの水平面部と平行となる他の水平面部を延長してボールシートの支承面に連続させたから、多数のボールベアリングを介在させた有効隙間たる凹状隙間の言わば外周側端を下方に向けて長くし得ることになり、この凹状隙間の入口に近隣することになるボールガイドにおける水平面部上にあるボールベアリングが小さいストロークを上昇することで凹状隙間の入口に容易に移動し得ることになる。
【００４３】
また、凹状隙間の言わば外周側端が下方に向けて長くなることから、凹状隙間たる有効隙間が広くなり、したがって、ここに収容されるボールベアリングの数が増えることになる。
【００４４】
このとき、この発明にあっては、ボールシートの下端に僅かな設計変更を施すのみであって、ボールシートの言わば全長を大きくするものではなく、したがって、その実施化が容易になる点で有利となる。
【００４５】
そして、凹状隙間にあるボールベアリングの数が増えることで、各ボールベアリングが負担する荷重が小さくなり、したがって、凹状隙間で群集するボールベアリングに変形や破壊が招来され難くなり、支承球の転動を言わば恒久的に保障し得ることになる。
【００４６】
その結果、この発明によれば、ボールアイソレータと称される免震装置にあって、上方からの荷重を下方たる支承球に伝達するボールベアリング群が設定通りはもちろんのこと、それ以上の荷重負担を可能にしながら、所期の目的を十分に達成し得ると共に、その実施化にあっていたずらなコストの上昇化を招来せずして、その汎用性の向上を期待するのに最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による免震装置における要部を概略的に示す部分説明図である。
【図２】図１における要部をさらに拡大して示す部分説明図である。
【図３】従来例としての免震装置を一部断面で示す全体図である。
【図４】図３の免震装置を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図４の免震装置における要部を図１と同様に示す図である。
【符号の説明】
１  基盤
２  ベースプレート
２ａ  上面
３  被免震体
４  本体部
４１  ボールシート
４１ａ  下端面
４１ｂ  上端軸部
４１ｃ，４２ａ  水平面部
４２  ボールガイド
４３  ブロック
Ａ１  凹状隙間
Ａ２，Ａ３  環状湾曲隙間
Ｂ  支承球
ｂ，ｂ１，ｂ２  ボールベアリング
【図１】
0003867223.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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