JP2003074546A - フラットベアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動抵抗が小で、移動範囲が大きいフラット
ベアリングの提供。 【解決手段】 対向して配置され互いに平行を保持した
まま所定可動範囲内での２次元相対動が可能な一対の皿
１１、１２と、該一対の皿間に配置された球体１３と、
からなり、前記一対の皿の各皿は平面部１１ａ、１２ａ
と該平面部の周囲で対向皿方向に突出する縁部１１ｂ、
１２ｂとを有し、前記所定可動範囲の径Ａが、皿の平面
部の径をＬ、球体の直径をｄとした場合に、Ａ＝２（Ｌ
−ｄ）によって定まる、フラットベアリング。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元相対動する
２部品間に配置されて２部品の２次元相対動を円滑にす
るベアリング（以下、フラットベアリングという）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】イ．水平移動機構には、従来、以下のも
のがある。 （Ａ） ボールローラー 図４４のように、硬球１０１を、半球形のケース１０２
に埋め込んだもの。ケース１０２は球１０１より若干大
きな直径をもち、一方の口が開いていて、この口から硬
球の一部が覗いている。軸力はこの覗いている部分で受
け、球１０１が転がることにより、軸直角方向に自在に
移動できる。図４５に示すように、これを裏返しにして
定盤１０３上に置き、重量物１０４の搬送に使う。この
機構は安価で使いやすいが、荷重を球とケースの接触摩
擦で受けるので、軸荷重が大きい場合には移動抵抗が大
きい。 （Ｂ） 転がり式ボールローラー 図４６に示すように、ボールローラーの裏側に小さいボ
ール１０５を並べることによって、ケース１０６とボー
ル１０７の間も「転がり」で受け、抵抗を減らした方
式。この方式は小さいボール１０５が循環するので、そ
の分の抵抗が若干加わるが、（Ａ）に比べれば１／１０
０程度の抵抗で済む。しかし、小ボールを受けるケース
内面に精密な球面加工が必要で、製造コストが高くつ
く。 （Ｃ） 循環式ボールローラー 図４７に示すように、（Ｂ）の大径ボール１０７を無く
し、小径ボール１０５を循環して使った方式。これによ
ってケース１０８の荷重受け面が平面となり、（Ｂ）の
ような球面加工が不要になるので、コストが削減でき
る。この機構では永久磁石１０９によって小ボール１０
５の逸散を防止している。この方式の移動抵抗は（Ｂ）
とほぼ同じで非常に小さい。この方式は（Ｂ）よりシン
プルだが、機構上ケース１０８外枠が大きくなる。ま
た、部品点数が多いため高価である。

【０００３】ロ．軸直角方向に移動する範囲が狭くても
よい水平移動機構としてはつぎがある （Ｄ） 潤滑方式 最も単純なのは、図４８に示す潤滑方式である。摺動面
１１０を平滑に仕上げ潤滑油１１１によって滑りを良く
する。抵抗は、乾燥時の１／２以下で済む。移動範囲が
限られていると、潤滑必要範囲が限定できるので、この
方式の採用が可能になる。しかし、潤滑面１１２が水平
でない場合は、図４９に示すように、潤滑油１１３を保
持できないので成り立たない。この方式は、元々摺動方
式なので、摩擦力が大きく移動抵抗がさほど減らない。
また、摩耗や発熱の問題がある。さらに、潤滑油の補充
や交換が必要など、メンテナンスの問題もある。 （Ｅ） 剪断方式 微小範囲の軸直角移動の場合、図５０に示すように、ゴ
ムなどの弾性体１１４の剪断変形を利用する方法があ
る。弾性体１１４は双方の物体１１５、１１６に接着ま
たは圧着して滑らないように保持しておく。この方式
は、建造物の免震装置などによく用いられる。剪断方式
は弾性体１１４のひずみが大きいと疲労破壊しやすい。
また、剪断反力が剪断ひずみに比例して増える性質があ
る。よって、移動量は小さくならざるを得ない。しか
し、移動量がごく小さくてすむ場合は、安価で有効な方
法である。

【０００４】ハ．接触水平移動抵抗について ２物体が接触しながら水平に相対移動する時の移動抵抗
はつぎの通りである。指標としては、接触荷重Ｗ、移動
抵抗Ｄとした時の摩擦係数μ＝Ｄ／Ｗを用いる。 ★ 滑り摩擦移動 図５１に示すように、２物体１１７、１１８が金属で、
互いが平滑面で接する時、滑り摩擦係数は、 μ＝０．１５〜０．２０ である。 ★ 潤滑摩擦移動 ２物体の間を潤滑すると、滑り摩擦係数は、 μ＝０．０６〜０．０８ 程度である（滑り摩擦の半分以下）。 ★ 転がり摩擦移動 図５２に示すように、物体１１９が球か円筒で、転がっ
て移動する時の転がり摩擦係数は、２物体１１９、１２
０が鋼鉄製の時、 μ＝０．０００５〜０．００１ である（滑り摩擦の１／３００〜１／２００）。したが
って、移動抵抗の減少のためには、上下面ともに「転が
り」で作動する「ころ」がもっとも有効である。 ★ ころ 図５３に示すように、２物体１２１、１２２の間に球か
円筒の「ころ」１２３を挟んで、転がりを利用して移動
抵抗を下げる仕掛けである。転がり力は、物体Ａ、Ｂと
の２箇所の接点で発生するので、単純な転がりの２倍に
なる。 μ＝０．００１〜０．００２ である（滑り摩擦の１／１００以下）。 ★ 複数ころ 図５４に示すように、複数ころ１２４の場合、荷重が分
散されるので、接点は増えるが、移動抵抗は「ころ」の
場合と同じである。 Ｄ＝Ｗμ／３＋Ｗμ／３＋Ｗμ／３＝Ｗμ ★ ボールローラー 図５５に示すように、ボールローラー１２５はケース１
２６との接触部で滑りが生じる。したがって、転がりで
はなく「滑り摩擦」になる。ただし、接点は球面間の１
点だけなので、滑り摩擦としては最小レベルに収まる、
したがって、 μ＝０．１５ 程度である（条件の良い滑り摩擦）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】先に示した従来の水平
移動機構（Ａ〜Ｅ）の問題点を整理すると、つぎの通り
である。 移動抵抗が大きい。………………………………
（Ａ）、（Ｄ）、（Ｅ） 高価な機構である。………………………………
（Ｂ）、（Ｃ） 大きくて使いにくい。……………………………
（Ｂ）、（Ｃ） 移動範囲が小さすぎる。…………………………
（Ｅ） 移動抵抗が大きいと、水平移動機構の機能が落ち、用途
が限られてくる。また、移動範囲が小さすぎると、用途
が限られてくる。本発明の目的は、移動抵抗が小で、移
動範囲が大きいフラットベアリングを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） 対向して配置され互いに平行を保持したまま所
定可動範囲内での２次元相対動が可能な一対の皿と、該
一対の皿間に配置された球体と、からなり、前記一対の
皿の各皿は平面部と該平面部の周囲で対向皿方向に突出
する縁部とを有し、前記所定可動範囲の径Ａが、皿の平
面部の径をＬ、球体の直径をｄとした場合に、Ａ＝２
（Ｌ−ｄ）によって定まる、フラットベアリング。 （２） 前記皿の縁部の高さは、球体の直径の１／３以
上である（１）記載のフラットベアリング。 （３） 前記一対の皿は、前記フラットベアリングを相
手装置に組み付け完了するまでは、互いに中心を合わせ
て仮留め部材によって仮留めされている（１）記載のフ
ラットベアリング。 （４） 前記球体は、前記皿に対して、滑りと転がりの
複合動作でセンタリングされる、（１）記載のフラット
ベアリング。 （５） 前記フラットベアリングと相手構造物との間に
弾性部材を挿入した（１）記載のフラットベアリング。

【０００７】上記（１）のフラットベアリングでは、こ
ろが使われているので、移動抵抗が減少する。本発明で
は、２次元的（平面上）な移動が要求されているので、
「ころ」は円筒形ではなく、球形である。フラットベア
リングの可動範囲は、Ａ＝２（Ｌ−ｄ）であり、Ｌ＞ｄ
であるから、可動範囲は皿の平面部の径Ｌに比べて広
い。上記（２）のフラットベアリングでは、皿の縁部の
高さは、球体の直径の１／３以上であるため、球体が皿
の縁部を乗り越えることがなく、球体の可動範囲は皿の
縁部によって規制できる。上記（３）のフラットベアリ
ングでは、一対の皿は仮留め部材によって仮留めされて
いるので、皿、球体は組み付けまではばらばらではな
く、搬送、組み付けが便利である。仮留め部材は一対の
皿が相対移動した時に損傷して外れる構造となってい
る。上記（４）のフラットベアリングでは、球体は縁部
まで移動すると皿に対して自動的にセンタリングされ
る。上記（５）のフラットベアリングでは、フラットベ
アリングと相手構造物との間に弾性部材を挿入したの
で、与圧のコントロールが容易である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のフラットベアリングを図
１〜図４３を参照して説明する。本発明のフラットベア
リングでは、移動抵抗を低減するために、「ころ」を用
いている。ただし、２次元の移動が要求されているの
で、「ころ」は円筒形ではなく、球形とする。具体的に
は、図１に示すように、球１を２枚の平面板２、３で挟
んだ構造とする。ただし、図１の構造のままでは、つぎ
の問題がある（図１の構造は、本発明に含まず）。 ｉ）球が板からはずれると成立しない（ころにならな
い）ので、移動範囲が規制されるべきである。 ii) ３つの部品がばらばらである。これらの問題を解決
する構造として、図２、図３のフラットベアリング１０
（本発明）とした。図２、図３の構造は、 （イ）対向して配置され互いにほぼ平行を保持したまま
所定可動範囲内での２次元相対動が可能な一対の皿１
１、１２と、該一対の皿間に配置された球体１３（硬
球）と、からなる。球体の「ころ」により移動抵抗小の
フラットベアリングが得られる。 （ロ）一対の皿の各皿１１、１２は平面部１１ａ、１２
ａと該平面部の周囲で対向皿方向に突出する縁部１１
ｂ、１２ｂとを有する。縁部により球体が皿から外れる
のを防止できる。上記ｉ）の問題を解決できる。 （ハ）前記所定可動範囲の径Ａが、皿の平面部の径を
Ｌ、球体の直径をｄとした場合に、Ａ＝２（Ｌ−ｄ）に
よって定まる。移動範囲が大きい。 （ニ）皿の縁部１１ｂ、１２ｂの高さは、球体の直径の
１／３以上である。これによって、球体が皿の縁部を乗
り越えることがなく、球体の可動範囲は皿の縁部によっ
て規制できる。上記ｉ）の問題を解決できる。

【０００９】（ホ） 図２、図３に示すように、一対の
皿１１、１２は、フラットベアリング１０を相手装置に
組み付け完了するまでは、互いに中心を合わせて仮留め
部材１４によって仮留めされている。これによって、皿
１１、１２、球体１３は相手装置への組み付けまではば
らばらではなく、搬送、組み付けが便利である。仮留め
部材１４は一対の皿が相対移動した時に損傷して外れる
構造となっている。さらに、詳しくは、仮留め部材１４
は皿１１、１２の縁に嵌め込まれた樹脂ケースからな
り、一対の皿１１、１２を仮留めしている。樹脂ケース
にはノッチ１５を入れ、一対の皿１１、１２が水平移動
すれば容易に破損して、外れる構造となっている。これ
で、上記ii) の問題が解決される。なお、仮留め部材１
４は、グリース封入用および砂、水等の侵入防止用のゴ
ム製の蛇腹からなっていてもよい。これによって上記
ｉ）、ii) の問題は解決する。このフラットベアリング
１０を、図４、図５に示すように、たとえば相手部材で
ある重量物１６と床１７との間に適宜挿入すると、重量
を支えながら重量物１６を水平移動させることが容易に
できる。移動可能範囲は球体１３が皿１１、１２の縁部
に到達する間である。樹脂ケースからなる仮留め部材１
４はベアリングの最初の作動で外れるので、その後の動
きを制約しない。フラットベアリング１０は、安価、小
型、移動範囲がかなり大きい、という条件を満足してい
るので、前記の 移動抵抗が大きい、 高価な機構
である、 大きくて使いにくい、 移動範囲が小さ
すぎる、という従来装置の問題点を全て解決している。

【００１０】本発明のフラットベアリング１０の可動範
囲について定量的に説明する。 皿の直径＝Ｌ 皿の高さ（縁部の平面部からの高さ）＝ｈ 球体の直径＝ｄ 球体が皿の縁部に当たった時の球体中心からの水平距離
をＳとすると、 Ｓ＝〔（ｄ／２）² −（ｄ／２−ｈ）² 〕^1/2 ＝（ｄｈ
−ｈ）^1/2 図６で、上の皿１１の左右への移動量をＴＬ、ＴＲとす
ると、 ＴＲ＝ＴＬ＝Ｌ−２Ｓ＝Ｌ−２（ｄｈ−ｈ）^1/2 皿の縁ｈが球体１３の径に対して十分高い位置（ｈ＞ｄ
／３）にあるので、（ｄ／２−ｈ）≒０であると考えて
もよく、Ｓ≒ｄ／２、したがって、ベアリング１０の可
動範囲Ｔは、左右の移動量をたして、 Ｔ＝ＴＬ＋ＴＲ≒２Ｌ−２ｄ つまり、上皿の可能移動量は、近似的には、皿の直径の
２倍から、球の直径の２倍を引いた量となる。図６から
わかるように、球体１３の移動量はその半分の、Ｌ−
ｄ、である。たとえば、皿の直径が３０ｍｍ、球体の直
径が１０ｍｍなら、ベアリング移動量は、ほぼ４０ｍ
ｍ、球体の移動量は、２０ｍｍである。

【００１１】（ヘ） 球体１３は、皿１１、１２に対し
て、滑りと転がりの複合動作でセンタリングされる。 フラットベアリング１０は、相手装置に組み込まれた後
は仮留め部材１４が外れるので、一対の皿１１、１２と
球体１３間の連結がなくなる。その結果、ベアリングに
軸力がかからなくなると、皿１１、１２に球体１３の動
きを押さえる働きが無くなり、球体１３は勝手に移動す
る。しかし、縁部によって遮られるので、皿からはみ出
すことはない。たとえば、図７の場合、横力１８が図示
の方向に働くと、左側の球体１３は動きを拘束されなく
なり、遠心力で上縁へと動く。この状態で横力が反対向
き（左向き）に変わると、球体の位置が偏った状態から
フラットベアリングがスタートすることになる。球体の
位置が偏った状態からフラットベアリング１０が作動し
始めると、図８に示す経過をたどって、球体１３は中心
位置に戻る。図８において、 球体が偏った位置：上皿１１は右にも左にも、転がり
では動けない。 滑って移動：上皿１１を左に引くと、球体１３の上面
は転がり、下面は滑って動く。 皿の縁部でロック：滑りで上皿の縁部に球体１３が当
たる所まで来ると、動けなくなりロックする。ここが、
フラットベアリング１０の作動限界なので、この後皿を
右に引く。 転がりで移動：右に引くと、引っ掛かるものがないの
で、上下面とも転がりで動く。引張り力は、２面の転が
りなので、μ＝０．００２程度となる。 球体１３は中央に収まる：上皿１１が中央に来ると、
球体１３は中央に収まる。 以上のメカニズムにより、当初は「滑り」の移動力が１
００倍位と重くなるが、その後は球体１３が中央に収ま
って、「転がり式ベアリング」に戻る。

【００１２】本発明のフラットベアリング１０の具体的
な実施例を説明する。 〔１〕丸形フラットベアリング 〔１−１〕 鉄板製丸形ケース 図９〜図１１に示すように、皿１１、１２が、外形丸形
で、鉄板の成形品からなる。成形はプレスである。硬球
１３が皿１１、１２間に配置される。縁部は平面部から
湾曲して立ち上がっている。皿１１、１２は相手部材１
６、１７に窪みを付けて埋め込んである。仮留め部材１
４は樹脂製で、皿１１、１２を連結している。仮留め部
材１４にはノッチ１５が入っていて、最初の作動時に分
断されて外れる。プレス成形のため、コストは安いが製
品直径が若干大きくなる。 〔１−２〕 冷鍛製丸形ケース 図１２〜図１４に示すように、皿１１、１２が、外形丸
形で、冷間鍛造品からなる。冷間鍛造とすることによ
り、小型、低コスト化する。また、背面に角形周り止め
１１ｃ、１２ｃの設置が可能である。仮留め部材１４に
はノッチ１５が入っていて、最初の作動時に分断されて
外れる。仮留め部材１４にはノッチ１５が入っていて、
最初の作動時に分断されて外れる。コストは若干高い
が、サイズがコンパクトにできる。 〔１−３〕 ミニタイプ 図１５〜図１７に示すように、皿１１、１２が、外形丸
形で、ミニタイプとされており、後述の弾性ホイール等
に使用できる。

【００１３】〔２〕角形フラットベアリング（４角形） 図１８〜図２２に示すように、皿１１、１２が、外形角
形のフランジ部１１ｄ、１２ｄを有する。フランジ部１
１ｄ、１２ｄの内周縁部が縁部１１ｂ、１２ｂを兼ね
る。平面部１１ａ、１２ａは円形である。皿１１、１２
間に球体１３が配置される。角形とすることで４隅に留
め穴１１ｅ、１２ｅが設定でき、ゴムあるいは樹脂の仮
留め部材１４で留めることができ、コスト、作業性とも
に、向上する。仮留め部材１４はフラットベアリング１
０を相手装置１５、１６に組み付け後、切断する。ま
た、図２２に示すように、フラットベアリング１０を複
数個を隙間なく敷き詰めて使うと、回り止め機能を果た
すことができる。

【００１４】〔３〕マルチフラットベアリング 図２３〜図２６に示すように、皿１１、１２が、複数
（図示例は４個の場合を示す）の円形の平面部１１ａ、
１２ａと縁部１１ｂ、１２ｂを四角格子状に有する。各
平面部１１ａ、１２ａに球体１３を配置する。仮留め部
材１４を格子配列の平面部１１ａ、１２ａ間のフランジ
部１１ｄ、１２ｄに配置すると、１箇所をクランプする
だけで仮留めできる。仮留め部材１４はフラットベアリ
ング１０を相手装置１５、１６に組み付け後、切断す
る。平面部１１ａ、１２ａを格子配列するため、スペー
ス効率がよい。

【００１５】本発明のフラットベアリング１０の応用例
を、以下に説明する。 〔応用例１〕 弾性ホイールのリム、ディスク間ベアリ
ング 図２７、図２８に示すように、フラットベアリング１０
を自動車用弾性ホイール２０に使用する。弾性ホイール
２０はリム２１とディスク２２を別体に構成し、リム２
１とディスク２２とを弾性部材、たとえばばね２３を介
して、またはばね２３とアブソーバー２４を介して、連
結する。リム２１とディスク２２とは、ホイール軸方向
と直交方向には所定移動範囲内で２次元の相対移動が可
能であるが、ホイール軸方向には相対移動を拘束され
る。リム２１とディスク２２とをホイール軸方向の相対
移動を拘束するために、リム２１とディスク２２との間
にフラットベアリング１０を使用する。すなわち、リム
２１から半径方向内側にリム側ブラケット２５を延ば
し、該リム側ブラケットのホイール軸方向両側にディス
ク２２から半径方向外側にディスク側ブラケット２６を
延ばし、リム側ブラケットの軸方向両側に、リム側ブラ
ケットとディスク側ブラケットとの間にフラットベアリ
ング１０を配置する。皿１１、１２は平面部１１ａ、１
２ａを、ホイール軸方向と直交する方向に向けてホイー
ル２０に組み付けられる。車両が平坦路走行中、フラッ
トベアリング１０の球体１３は皿１１、１２に対して、
皿中心まわりに円運動する。

【００１６】〔応用例２〕 フライホイール 図２９、図３０に示すように、フラットベアリング１０
をフライホール３０の横ぶれ防止に使用する。フライホ
ール３０と軸３１とはばね３３を介して連結される。フ
ライホール３０と軸３１とは高速回転するので、横ぶれ
を押さえないと、振動が発散して危険である。横ぶれを
起こす垂直荷重を受けながら、フライホイール３０の回
転中心ずれにともなう横力支持部の相対動きを吸収する
ため、フラットベアリング１０を使用する。

【００１７】〔応用例３〕 建造物の免震構造（その
１） 図３１〜図３３に示すように、フラットベアリング１０
を建造物４０の免震構造に使用する。建造物の土台と柱
の間、橋脚と橋梁の間、などには、建造物４０の荷重を
支えながら、地震の横揺れを吸収して建造物４０にダメ
ージを与えない機能が求められる。これを果たすため
に、フラットベアリング１０を用いることができる。土
台４１と建造物４０の一方にフラットベアリング１０の
皿１１を取付け、他方に皿１２を取付け、一対の皿１
１、１２間に球体１３を配して、土台４１と建造物４０
が水平方向に相対移動可能にする。また、土台４１と建
造物４０間に水平方向にばね４２とアブソーバー４３を
配置する。図３２、図３３は土台４１と建造物４０間に
丸形フラットベアリング１０を複数配置したものを示し
ている。

【００１８】〔応用例４〕 建造物の免震構造（その
２） 図３４、図３５は、フラットベアリング１０を建造物４
０の免震構造に使用したもう一つの例を示す。図３４、
図３５の例は、フラットベアリング１０として角形フラ
ットベアリングを用いた場合で、その他は図３２、図３
３に準じる。

【００１９】〔応用例５〕 与圧コントロールが容易な
フラットベアリング 図３６〜図４３は、与圧コントロールに関する問題と与
圧コントロールが容易なフラットベアリングを示す。フ
ラットベアリング１０の使用法を分類するとつぎの２種
類がある。 支持対象物の自重を支えながら水平移動するタイプ 橋脚や建築物の防振構造、重量物の水平移動機構、等が
これにあたる。 支持対象物の回転時横振れ力等の、変動荷重を支え
るタイプ 弾性ホイールに用いられたものは、垂直荷重が横ぶれ力
に従って変動するので、これにあたる。

【００２０】上記のタイプの使用時には、フラットベ
アリングにかかる垂直荷重は自重なので常に一定であ
り、移動抵抗が変動する問題は発生しない。また、ベア
リングにあらかじめ与圧する必要はない。上記のタイ
プの使用時には、ベアリング組み付け時に、あらかしめ
圧力Ｐをかけておく必要がある（図３６）。このＰは、
構造物の弾性変形によって保たれ、静定時は安定してい
る。しかし、横ぶれ力Ｑがかかると、右側のベアリング
にはＰ＋Ｑ、左側のベアリングにはＰ−Ｑの圧力がかか
る。Ｑが増大して、Ｑ＞Ｐとなると、左側のベアリング
の垂直荷重は無くなるため、球体は拘束されずに遠心力
や重力で移動し、所定の位置からずれてしまう。この位
置ずれは自律的にセンタリング機能で修復されるが、修
復過程で一時的に移動抵抗が増大するために好ましくは
ない。したがって、横ぶれ力がＱの場合、Ｑ＜Ｐに設定
しておくことが望ましい。

【００２１】しかし、与圧する場合、その荷重のコント
ロールが難しいという問題がある。ベアリングの移動抵
抗を減らし、耐久性を増すためには、ベアリングケース
の球体も皿も固いほうがよいので、固い材料が使われ
る。したがって、その接触面での弾性変形はほとんど期
待できず、与圧に必要な弾性変形はベアリング以外の部
分、つまり構造物全体での弾性変形に期待しなければな
らない。一般に、構造物は多くの部品の集合体なので、
その剛性のコントロールは非常に難しい。ベアリング組
み付け時の与圧のコントロールは、「組み付け位置のコ
ントロール」に置き換えるのが現実的方法だが、構造物
の剛性が高いと、位置に対する感度が高くなり、調整す
べき位置がピンポイントになって、与圧のコントロール
が困難である。実際には、構造物は剛性が高いことが多
く、「位置コントロール法」は採用しにくい。一方、
「押し込み力コントロール法〕を採ると、経時変化など
で構造物剛性が下がった時に、図３７に示すように、与
圧力がＰからＰ’に急激に低下して、与圧が必要圧力以
下に落ちてしまう。したがって、上記のタイプの場
合、 （Ａ）組み付け時に与圧をかける必要がある。必要与圧
力Ｐ＞Ｑ（Ｑは横ぶれ力） （Ｂ）与圧は、相手構造物の剛性に依存するため、定ま
りにくい。

【００２２】上記の問題を解決するには、与圧コントロ
ールをしたい領域の剛性は低くし、全体としての剛性は
高くする方法をとればよい。すなわち、図３８に示すよ
うに、与圧する領域では剛性が低く、それ以上の領域で
は剛性が高くなるような非線型特性をもつ構造にすれば
よい。このような非線型特性は、図３９、図４０に示す
ように、ゴム５０を圧縮で使うことで得られる。

【００２３】これを具現化するために、図４１〜図４２
に示すように、フラットベアリング１０の皿１１、１２
の少なくとも一方の相手構造物への取付け部に、適度な
厚さと固さを有するゴム部材１９を貼付ける構造として
もよい。組み付け方法は、ゴム部材１９との間の滑り防
止のために、相手構造物に埋め込むか、接着することが
望ましいが、組み付け圧力Ｐが十分大きければ、圧着で
もよい。

【００２４】

【発明の効果】請求項１のフラットベアリングによれ
ば、ころが使われているので、移動抵抗が減少する。ま
た、フラットベアリングの可動範囲は、Ａ＝２（Ｌ−
ｄ）であり、皿の平面部の径Ｌに比べて相当に広い。請
求項２のフラットベアリングによれば、皿の縁部の高さ
は、球体の直径の１／３以上であるため、球体が皿の縁
部を乗り越えることがなく、球体の可動範囲を皿の縁部
によって規制できる。請求項３のフラットベアリングに
よれば、一対の皿は仮留め部材によって仮留めされてい
るので、皿、球体は組み付けまではばらばらではなく、
搬送、組み付けが便利である。請求項４のフラットベア
リングによれば、球体が縁部まで移動すると皿に対して
自動的にセンタリングされる。請求項５のフラットベア
リングによれば、フラットベアリングと相手構造物との
間に弾性部材を設けたので、フラットベアリングへの与
圧のコントロールが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】平面板にコロを挟んだ構造の断面図である。

【図２】本発明実施例の基本構成のフラットベアリング
の断面図である。

【図３】図２のフラットベアリングの半分を断面図で、
残り半分を平面図で示したものである。

【図４】図２のフラットベアリングを重量物支持に用い
た時の断面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図２のフラットベアリングの可動範囲を示す、
フラットベアリングの断面図である。

【図７】図２のフラットベアリングの球体のセンタリン
グ機能を示す、フラットベアリングの断面図である。

【図８】図７のフラットベアリングの球体のセンタリン
グ機能を示す、球体の各位置でのフラットベアリングの
断面図である。

【図９】本発明実施例の一つの鉄板製丸形皿をもつフラ
ットベアリングの断面図である。

【図１０】図９のフラットベアリングの半分を断面図
で、残り半分を平面図で示したものである。

【図１１】図９のフラットベアリングを相手物に組み付
けた状態の断面図である。

【図１２】本発明実施例のもう一つの冷鍛製丸形皿をも
つフラットベアリングの断面図である。

【図１３】図１２のフラットベアリングの断面図であ
る。

【図１４】図１２のフラットベアリングを相手物に組み
付けた状態の断面図である。

【図１５】本発明実施例のもう一つのミニタイプのフラ
ットベアリングの断面図である。

【図１６】図１５のフラットベアリングの断面図であ
る。

【図１７】図１５のフラットベアリングを相手物に組み
付けた状態の断面図である。

【図１８】本発明実施例のもう一つの角形皿をもつフラ
ットベアリングの断面図である。

【図１９】図１８のフラットベアリングの半分を断面図
で、残り半分を平面図で示したものである。

【図２０】図１８のフラットベアリングを相手物に組み
付けた状態の断面図である。

【図２１】図１９のフラットベアリングのＡ線に沿った
断面図である。

【図２２】図１８のフラットベアリングを複数敷き詰め
たものの平面図である。

【図２３】本発明実施例のもう一つの、複数の球体をも
ちかつ角形皿をもつフラットベアリングの断面図であ
る。

【図２４】図２３のフラットベアリングの半分を断面図
で、残り半分を平面図で示したものである。

【図２５】図２３のＡ−Ａ断面図である。

【図２６】図２３のフラットベアリングを相手物に組み
付けた状態の断面図である。

【図２７】本発明実施例のフラットベアリングの一つ応
用例である、弾性ホイールの断面図である。

【図２８】図２７の弾性ホイールの正面図である。

【図２９】本発明実施例のフラットベアリングのもう一
つ応用例である、フライホイールの断面図である。

【図３０】図２９のフライホイールの半正面図である。

【図３１】本発明実施例のフラットベアリングのもう一
つ応用例である、建造物の免震機構の断面図である。

【図３２】図３１の免震機構に用いられたフラットベア
リングの平面図である。

【図３３】図３２のフラットベアリングの断面図であ
る。

【図３４】本発明実施例のフラットベアリングのもう一
つ応用例である、建造物の免震機構に用いられたフラッ
トベアリングの正面図である。

【図３５】図３４のフラットベアリングの断面図であ
る。

【図３６】荷重変動タイプのフラットベアリングにかか
る圧力を示す、フラットベアリングの断面図である。

【図３７】荷重変動タイプのフラットベアリングにかか
る圧力の変化を示すグラフである。

【図３８】荷重変動タイプのフラットベアリングにかか
る望ましい圧力と位置との関係を示すグラフである。

【図３９】図３８の関係を示すことができるゴム付きフ
ラットベアリングの断面図である。

【図４０】図３９のゴム付きフラットベアリングの圧力
と撓みの関係を示すグラフである。

【図４１】両皿にゴムを付けたフラットベアリングの断
面図である。

【図４２】片皿にゴムを付けたフラットベアリングの断
面図である。

【図４３】図４１のゴムを付けたフラットベアリングを
相手物に取り付けた時の断面図である。

【図４４】従来のボールローラーの断面図である。

【図４５】従来のボールローラーを取り付けた定盤の断
面図である。

【図４６】従来の転がり式ボールローラーの断面図であ
る。

【図４７】従来の循環式ボールローラーの断面図であ
る。

【図４８】従来の潤滑方式移動機構の断面図である。

【図４９】図４８の機構を縦にして使用した時の断面図
である。

【図５０】図４８の剪断方式移動機構の断面図である。

【図５１】従来の滑り移動機構の荷重と抵抗を示す移動
機構の断面図である。

【図５２】従来の転がり移動機構の荷重と抵抗を示す移
動機構の断面図である。

【図５３】従来のころ移動機構の荷重と抵抗を示す移動
機構の断面図である。

【図５４】従来の複数ころ移動機構の荷重と抵抗を示す
移動機構の断面図である。

【図５５】従来のボールローラー移動機構の荷重と抵抗
を示す移動機構の断面図である。

【符号の説明】

１０ フラットボールベアリング １１ 皿 １１ａ 平面部 １１ｂ 縁部 １２ 皿 １２ａ 平面部 １２ｂ 縁部 １３ 球体 １４ 仮留め部材 １５ ノッチ １６ 相手部材 １７ 相手部材 １９ ゴム部材 ２０ 弾性ホイール ３０ フライホイール ４０ 建造物

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して配置され互いに平行を保持した
   まま所定可動範囲内での２次元相対動が可能な一対の皿
   と、該一対の皿間に配置された球体と、からなり、 前記一対の皿の各皿は平面部と該平面部の周囲で対向皿
   方向に突出する縁部とを有し、 前記所定可動範囲の径Ａが、皿の平面部の径をＬ、球体
   の直径をｄとした場合に、Ａ＝２（Ｌ−ｄ）によって定
   まる、フラットベアリング。
2. 【請求項２】 前記皿の縁部の高さは、球体の直径の１
   ／３以上である請求項１記載のフラットベアリング。
3. 【請求項３】 前記一対の皿は、前記フラットベアリン
   グを相手装置に組み付け完了するまでは、互いに中心を
   合わせて仮留め部材によって仮留めされている請求項１
   記載のフラットベアリング。
4. 【請求項４】 前記球体は、前記皿に対して、滑りと転
   がりの複合動作でセンタリングされる、請求項１記載の
   フラットベアリング。
5. 【請求項５】 前記フラットベアリングと相手構造物と
   の間に弾性部材を挿入した、請求項１記載のフラットベ
   アリング。