JP2000170833A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装備構造を複雑化することのない転動構造から
なる免震装置を提供する。 【解決手段】固定側Ａと被免震側Ｂとの間にレール１，
２，ローラ３からなる転動構造を備えてなる。レール
１，２，ローラ３の間の対面中心にレール１，２，ロー
ラ３が当接しない非当接部ａを設け、レール１，２，ロ
ーラ３が当接する差動すべり部ｂを被免震側Ｂの荷重Ｆ
方向に対し傾斜させて非当接部ａの両側に対称的に配置
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、地震等の振動
（震動）を減衰する免震装置に係る技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】 従来から免震装置としては、特公平６
ー７４６０９号公報や特開平１０ー９４４４４号公報に
示すように、固定側と被免震側との間にレール，ローラ
からなる転動構造を備えてなるものが知られている。

【０００３】この従来の免震装置は、固定側に掛かった
振動を転動構造の転動移動により減衰して被免震側に伝
達しないようになっている。この従来の免震装置では、
転動構造の特性から減衰起動が円滑であるとともに、レ
ールの方向規制から減衰方向性が正確であるという利点
がある。

【０００４】また、図８に示すように、長手方向へわた
って平面状を呈するレール２と、このレール２の対面中
心に平面状に転動するローラ５とを備え、ローラ５の軸
受孔５１に車軸６の軸部６１を嵌合させることによっ
て、軸受孔５１と軸部６１との間に摩擦を発生させて振
動を減衰する構造も採用可能である。さらに、図示しな
が、振動を減衰するダンパを装備させることが実施され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 従来公報の免震装置
では、転動構造の特性から振動を減衰するための転動移
動が慣性で継続してしまうために、各種機器類等への装
備の際にダンパ等を付設しなければならず、装備構造が
複雑になるという問題点がある。

【０００６】また、図８に示すような振動の減衰構造で
は、軸受孔５１と軸部６１とで摩擦を発生させるための
高度な加工組立精度が要求されるうえ、軸受孔５１と軸
部６１の摩擦発生部が繰り返し使用に伴って磨耗し、徐
々に振動減衰率を低下させる可能性が予測される。さら
に、叙述のようにダンパを付設することは、装備構造の
複雑化を招くことに他ならない。

【０００７】ところで、レールとローラとの接触面に傾
斜角度を設けた構造は家具・建具あるいは精密機器類の
移動機構等の分野で知られているが、これは調芯や脱輪
防止の目的で用いられており、滑らかな転動が果たされ
るものである。特に、レールとローラとの間では接触面
の傾斜角度に摩擦が少なくなるように働くので、傾斜す
る接触面間においては滑らかな転動に必要なクリアラン
スが存在しており、むしろ摩擦係数を低く落としている
ものである。この種のレールとローラとの間には、転動
に際して積極的に摩擦を取り込みすることによって振動
を減衰させるという技術思想が示されていない。

【０００８】本発明は、このような諸問題を考慮してな
されたもので、装備構造を複雑化することがなく、レー
ルに対するローラの転動のみで振動を減衰させる転動構
造からなる免震装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ため、本発明に係る免震装置は、次のような手段を採用
する。

【００１０】即ち、請求項１では、固定側と被免震側と
の間にレール，ローラからなる転動構造を備えてなる免
震装置において、レール，ローラの間の対面中心にレー
ル，ローラが当接しない非当接部を設け、レール，ロー
ラの間で差動すべりを発生する差動すべり部を被免震側
の荷重方向に対し傾斜させて非当接部の両側に対称的に
配置したことを特徴とする。

【００１１】この手段では、非当接部の介在によって対
称的な傾斜を案内として差動すべり部に被免震側の荷重
が集中されるので、傾斜相互での楔的作用が発揮されて
面接触度合いが強められる。振動の発生により、差動す
べり部に差動すべりが発生することとなるが、ころがり
移動距離の差異によって摩擦係数が高められる。その際
には強い面接触によって摩擦係数が一層高められる。従
って、転動構造自体によって実質的にダンパの機能を奏
させ、別個にダンパを付設することを不要にする。

【００１２】また、請求項２では、請求項１の免震装置
において、差動すべり部は平面状からなることを特徴と
する。

【００１３】この手段では、被免震側の荷重が非当接部
に向けて差動すべり部の傾斜に応じて平面楔状に集中さ
れる。

【００１４】また、請求項３では、請求項１の免震装置
において、差動すべり部が曲面状からなることをことを
特徴とする。

【００１５】この手段では、被免震側の荷重が非当接部
に向けて差動すべり部の傾斜に応じて曲面楔状に集中さ
れる。

【００１６】さらに、請求項４では、請求項１の免震装
置において、差動すべり部が複数点状からなることをこ
とを特徴とする。

【００１７】この手段では、被免震側の荷重が非当接部
にむけて差動すべり部の複数点に集中される。

【００１８】

【発明の実施の形態】 以下、本発明に係る免震装置の
実施の形態を図面に基づいて説明する。図１，図２は、
本発明に係る免震装置の実施の形態（１）を示すもので
ある。

【００１９】この実施の形態では、上下に配置された固
定側Ａと被免震側Ｂとにそれぞれレール１，２が固定さ
れ、上下のレール１，２の間にローラ３が挟込まれるよ
うに転動構造が構成されている。

【００２０】固定側Ａは、例えば破損しやすい展示品を
収納する展示ケースのケース枠のように、床面，卓上等
に強固に設置されて地震等の振動がそのまま伝達されて
しまうものからなる。勿論、免震が必要な軽量建造物や
その他の据付機械装置類の基礎部分も含まれる。

【００２１】被免震側Ｂは、例えば破損しやすい展示品
を収納する展示ケースの展示品載承台のように、床面，
卓上等に直接的に接触しないようにケース枠等に組付け
られて振動がそのまま伝達されては困るものからなる。
叙述の軽量建造物や据付機械装置類の他に、コンピュー
タ等の電子機器類も対象となる。

【００２２】レール１，２は、長尺板形に形成され、ロ
ーラ３に対面する突出面１１，２１の両縁を角取りして
直線状の傾斜面１２，１３，２２，２３が設けられてい
る。この傾斜面１２，１３，２２，２３は、被免震側Ｂ
の荷重Ｆ方向に対して、角度θ分傾斜している。

【００２３】ローラ３は、軸部３１の両端部にフランジ
３２，３３が形成され、軸部３１の周面３１からフラン
ジ３２，３３の間にレール１，２の傾斜面１２，１３，
２２，２３と略々同一角度の傾斜面３４，３５が平面状
に設けられている。

【００２４】これ等のレール１，２，ローラ３が組合わ
された状態では、レール１，２の突出面１１，２１とロ
ーラ３の軸部３１の周面とが一定のスペースＳを介して
当接しない非当接部ａを構成し、レール１，２の傾斜面
１２，１３，２２，２３の全部とローラ３の傾斜面３
４，３５の一部とが当接して差動すべり部ｂを構成して
いる。即ち、レール１，２，ローラ３の間の対面中心に
非当接部ａが配置され、非当接部ａの両側に差動すべり
部ｂが対称的に配置されていることになる。

【００２５】差動すべり部ｂは、傾斜面３４，３５にお
いて、回転数×回転直径×円周率で表される移動距離が
相違することから構成される。実際には傾斜面３４，３
５の傾斜方向にわたって移動距離が無数の存在するが、
例えば傾斜面３４，３５の軸部側とフランジ端側とで
は、移動距離の差異が生じて差動すべり現象が発生する
ので、これによって摩擦が発生することとなる。

【００２６】この実施の形態によると、地震等の振動に
対しては、図２に示すように、レール１，ローラ３，被
免震側Ｂが転動移動して減衰機能を発揮することにな
る。このとき、前述の従来公報例と同様の転動構造を採
用していることにより、減衰起動が円滑で減衰方向性が
正確であるという利点が確保される。

【００２７】また、被免震側Ｂの荷重Ｆがレール１，
２，ローラ３の差動すべり部ｂに集中して楔作用が働く
と同時に、傾斜面１２，１３，２２，２３の移動距離の
相違によって、レール１，２，ローラ３の摩擦係数が高
くなる。この結果、レール１，２，ローラ３の間にダン
パが組込まれたような構造になるため、振動減衰のため
の転動移動が慣性で長距離継続されることがなくなる。
なお、摩擦係数については、非当接部ａ，差動すべり部
ｂの長さａ’，ｂ’の調整（即ち、角度θの調整。）に
よって変更が可能である。

【００２８】従って、本発明に係る免震装置を各種機器
類等へ装備する際には、別個にダンパ等を付設する必要
がなくなり、装備構造が複雑化且つ高価格化するのを避
けることができる。

【００２９】さらに、この実施の形態では、非当接部ａ
にスペースＳが設けられているため、レール１，２にあ
る程度ゴミ等が堆積，付着していても、ローラ３の回転
（転動）に支障がなくなる。これに加えて、経年繰返し
使用があったとしても、楔作用の発揮によって摩擦係数
を低下させることがない。従って、減衰起動の円滑性が
より向上することになる。

【００３０】図３は、本発明に係る免震装置の実施の形
態（２）を示すものである。

【００３１】この実施の形態では、前述の実施の形態
（１）のレール１，２を長さ方向の両端側から中心に向
けて凹状となるように傾斜させてある。

【００３２】この実施の形態によると、ローラ３がレー
ル１，２の凹状の中心１４，２４に向けて転動するよう
に常時付勢されるため、振動減衰のための転動移動が自
動的に復帰されることになる。

【００３３】図４は、本発明に係る免震装置の実施の形
態（３）を示すものである。

【００３４】この実施の形態では、前述の実施の形態
（１）の被免震側Ｂに固定されているレール１を省略
し、ローラ３を軸４で被免震側Ｂに回転可能に支持して
ある。

【００３５】この実施の形態によると、ローラ３の被免
震側Ｂでのレール１へ挟込みがないため、減衰起動の円
滑性がより向上する。

【００３６】図５は、本発明に係る免震装置の実施の形
態（４）を示すものである。

【００３７】この実施の形態では、前述の実施の形態
（１）のレール１，２の傾斜面１２，１３，２２，２３
とローラ３の傾斜面３４，３５とが曲面状に形成されて
おり、レール１，２の傾斜面１２，１３，２２，２３に
はローラ３の軸部部分に位置して突出部１１，２１が平
面状に形成されて非当接部ａが形成されている。

【００３８】この実施の形態によると、差動すべり部ｂ
に集中する被免震側Ｂの荷重Ｆの応力を曲線状で分散す
ることができるため、差動すべり部ｂ付近のレール１，
２，ローラ３の耐荷重強度を高めることができる。

【００３９】図６は、本発明に係る免震装置の実施の形
態（５）を示すものである。

【００４０】この実施の形態では、前述の実施の形態
（１）のレール１０，２０を溝形としローラ３をレール
１０，２０の溝形に嵌入する無フランジ形としてある。
なお、傾斜面１０２，１０３，２０２，２０３について
は、傾斜する両端の２点のみ突出させ、この突出箇所を
レール１０，２０の傾斜面３０４，３０５に当接させる
構造としており、その他については前述の実施の形態
（１）とほぼ同様の構成になっている。

【００４１】この実施の形態によると、突出箇所１０
２，１０３，２０２，２０３の各２点で差動すべりが得
られ、各２点での大きな摩擦が得られる他は、前述の実
施の形態（１）と同様の作用，効果が奏される。

【００４２】図７は、本発明に係る免震装置の実施の形
態（６）を示すものである。

【００４３】この実施の形態では、前述の実施の形態
（４）について、レールとローラの凹凸を置換して曲面
状に当接させた以外は前述の実施の形態（５）の構成を
採用している。

【００４４】この実施の形態によると、前述の実施の形
態（４）と同様の作用，効果が奏される。

【００４５】以上、図示した実施の形態の外に、前述の
実施の形態（４）〜（６）について、前述の実施の形態
（２），（３）の構成を採用することも可能である。

【００４６】

【実施例】（実施例１）図１に示すような、ローラ３と
レール１，２の転動構造を採用して実施した。ローラ３
としては、フランジ３２，３３の外径φ５０ｍｍ、軸部
周面φ３２ｍｍ、傾斜面３４，３５の傾斜角３０°、同
様にレール１，２の傾斜角３０°とし、転動による摩擦
係数を計測したところ、摩擦係数は０．０１２〜０．０
１６であった。平面状のレールとローラとの転動による
摩擦係数に対して、転動による摩擦係数が約３〜４倍と
高いものであった。

【００４７】（実施例２） また、実施例１のローラ３
とレール１，２の転動構造を前提として、レール１，２
を図３に示すように中央が凹んで左右が高くなるレール
勾配として摩擦係数を計測したところ、実施例１と同様
の摩擦係数が得られたうえに、傾斜に応じた復元性が得
られた。

【００４８】

【発明の効果】 以上のように、本発明に係る免震装置
は、レールとローラとの対面中心に非当接部を設けると
ともにこの両側に差動すべりを発生させることによっ
て、レールとローラとの転動構造のみで地震等の振動に
対する減衰力を発生させることができた。

【００４９】とくに、転動構造の基本構造が変更され
ず、転動構造に設けられた当接部に被免震側の荷重が集
中されて摩擦係数を高めることができ、転動に際しても
常時摩擦係数を高めることで転動構造自体によって実質
的にダンパの機能を奏させ、別個にダンパを付設するこ
とを不要にするため、装備構造を複雑化することのない
免震装置を提供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る免震装置の実施の形態（１）を
示す正面断面図である。

【図２】 図１の縮小側面図である。

【図３】 本発明に係る免震装置の実施の形態（２）を
示す側面図である。

【図４】 本発明に係る免震装置の実施の形態（３）を
示す側面図である。

【図５】 本発明に係る免震装置の実施の形態（４）を
示す正面断面図である。

【図６】 本発明に係る免震装置の実施の形態（５）を
示す正面断面図である。

【図７】 本発明に係る免震装置の実施の形態（６）を
示す正面断面図である。

【図８】 従来例を示す正面要部断面図である。

【符号の説明】

１，２，１０，２０
レール １２，１３，２２，２３，１０２，１０３，２０２，２
０３ レールの傾斜面 ３，３０
ローラ ３２，３３
フランジ ３４，３５，３０４，３０５
ローラの傾斜面 Ａ
固定側 Ｂ
被免震側 Ｆ
荷重 ａ
非当接部 ｂ
差動すべり部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側と被免震側との間にレール，ロー
   ラからなる転動構造を備えてなる免震装置において、レ
   ール，ローラの間の対面中心にレール，ローラが当接し
   ない非当接部を設け、レール，ローラの間で差動すべり
   を発生する差動すべり部を被免震側の荷重方向に対し傾
   斜させて非当接部の両側に対称的に配置したことを特徴
   とする免震装置。
2. 【請求項２】 請求項１の免震装置において、差動すべ
   り部は平面状からなることを特徴とする免震装置。
3. 【請求項３】 請求項１の免震装置において、差動すべ
   り部が曲面状からなることをことを特徴とする免震装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１の免震装置において、差動すべ
   り部が複数点状からなることをことを特徴とする免震装
   置。