JP2006307915A - 水平移動部品及び水平移動装置又は免震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボール又はボール溝を用いボール位置によって摩擦係数を変化させた減衰機能付きの水平移動部品又は水平移動装置又は免震装置を提供。
【解決手段】上案内部下面２２ａのボール溝５３，１５３と下案内部上面３２ａのボール溝４３，１４３に嵌合し、両ボール溝間を滑り又は転がり移動可能に設けられたボール４０で水平移動部品とし、両ボール溝の交差角θを変化させる。さらに、中心部Ｃ側より端部側が大きくなるようにする。ボール溝の底部の深さを両端部から徐々に深くし中心部Ｃの底部の深さを最も大きくする。ボール溝の断面をボールが二点以上で接触するようにする。さらに、中間部材１２４を挟んで第一又は第二の水平移動部品１２２，１２３を設け、第一と第二の水平移動部品は取付角を直交させ、第一の水平移動部品の下案内部、又は第二の水平移動部品の上案内部を中間部材に設ける。
【選択図】 図１５

Description

載荷した部品を移動させる水平移動装置、さらにはコンピュータサーバ、美術工芸品等の物品、大きなものでは建物等を振動や地震の揺れから護るための免震装置に関し、特にボール又はボール溝を利用したボール溝タイプの水平移動部品及び水平移動装置又は免震装置のボール溝の改良に関する。

ボール又はボール溝を利用した水平移動装置として、例えば免震装置があげられる。かかる免震装置の例として、特許文献１においては、上下に対向して配置された直線状に延びるボール溝間にボールを移動自在に介在させた免震部品を中間板（部材）を共通として、ボール溝の向きが直角になるように中間板の上下に配置している。これにより、例えば、上側免震部品はＸ軸方向に転がり移動自在にされ、下側免震部品はＹ軸方向にころがり移動自在にされるので、トータルとして水平方向の揺動が可能になる。また、ボール溝の中央部の深さを深くすることにより、ボールの中央位置への自動復帰をさせている。

また、特許文献２のものは、上下に対向して配置された直線状に延びるボール溝間にボールを移動自在に介在させ、ボール溝が設けられた上下支承部材を回転部材でそれぞれ独立に回転可能に支持している。これにより、地震等の揺れが生じた場合は、揺れの力によりボールがボール溝に作用し、上下の支承部材を回転させ、ボール溝の溝方向が揺れ方向と一致するようになり、揺れ方向に沿ったボール溝間をボールが揺動するようにされている。これにより、ボールの動作範囲を例えば特許文献１の場合のほぼ倍にできる。また、特許文献１と同様、ボール溝の中央部の深さを深くすることにより、ボールの中央位置への自動復帰をさせている。また、図５では直線状のボール溝の両端部分に曲がり部を設けて、左右のバランスを崩して回転し易くしている。

一方、地震の揺れに対して、復帰力の他にブレーキ等により揺れを減衰させる必要がある。そこで前述した特許文献１においては、中間板に上プレートや下プレートの側面を押圧して揺動を減衰させる減衰板を設けている。また、特許文献３においては、ボール溝でなく上側がボール穴にボールを回転可能に配置したボール位置固定型とし、下側が曲面あるいは円すい皿タイプのものとし、上側のボール穴とボールとのすべり摩擦係数を下側の皿とボールとのすべり摩擦係数より小さくすることで確実にボールが回転できるようにし、滑り摩擦係数と転がり摩擦係数との中間の摩擦効果を得、かつ０．１のような低摩擦係数を与えている。また、特許文献４においては、上下皿タイプで上下皿間をボールが移動する免震装置のボールの外周を滑り軸受を介して狭持する狭持力が調節可能なボール保持器を設け、ボールに摩擦力を与えボール回転を減衰させている。

特許文献１のものにおいては、減衰を相対的に移動する相手側の側面を押すようにしているので、一定摩擦力を与えることができる。しかしながら、長手方向に渡って減衰機構を設けなければならず構造が複雑になり調整も困難であるという問題があった。また、摩擦力を制御するので、載荷重量に比例した摩擦力を得たい場合には、載荷重量に応じて都度摩擦力を調整しなければならないという問題があった。また、特許文献２のものは減衰性能については特に考慮されていない。むしろ揺動し易い方にボール溝の方向を回転させて微少摩擦抵抗となるように働き、減衰性能を与えることができないという問題があった。

一方、特許文献３に記載のものでは、摩擦係数一定型となるので、載荷重量が変化しても、載荷加重に比例した摩擦力を与えられる。しかし、ボール位置固定側の摩擦係数は、皿側の滑り摩擦係数より小さくしなければならず、固定側のボール穴とボールとの間に潤滑材を封入したり、個体潤滑軸受を設けたり、複数の小ボールを介在させたりする等、複雑になるという問題があった。また、皿側の滑り摩擦係数よりボール位置固定側のすべり摩擦係数を小さくしなければならないので、摩擦係数にして０．１程度が限界でそれ以上大きな摩擦係数を得ることは困難である。また、同じ載荷重量での摩擦力を他の値に代えたい場合は、摩擦係数を変化させなければならない。しかし、摩擦係数を変化させるためには、単に調整ボルトを調整するような事では得られず、材料や構造を変更しなければならない。また、摩擦係数を細かく設定できるようにするには種々の組み合わせを選択しなければならず汎用性に欠け、ひいては任意の摩擦係数を得ることができないという問題があった。

また、特許文献４に記載のものでは、摩擦力一定型であり、任意の摩擦力を調整機構を設けることにより得られるが、特許文献１と同様に、載荷重量に比例した摩擦力を得る場合はいちいち再調整しなければならないという問題があった。特に、特許文献４の場合はボールを狭持してボールに摩擦力を与えるので構造が複雑になり、部品点数も多く、調整項目も多くなり煩雑になるという問題があった。
特開２００１−１７３２６８号公報 特開２００４−２３８９５０号公報 特開平１０−２１９８４２号公報 特開２００２−２９５０５４号公報

そこで、本発明者等が出願した未公開の特願２００４−３５０７３６号においては、下面側に直線状に設けられたボール溝を備えた上案内部と、上面側に直線状に設けられたボール溝を備えた下案内部と、上案内部のボール溝と下案内部のボール溝に嵌合し、両ボール溝間を滑り又は転がり移動可能に設けられたボールと、を設け、両ボール溝の水平方向軸を垂直面から見た交差角が０度を超え９０度未満の所定角度に固定された免震部品を提供することにより、ボール又は直線状のボール溝を用いて、摩擦係数一定型とし、載荷重量に比例した摩擦力を得られる一方、摩擦係数を容易に変化させることができ、汎用性が高く、さらに、構造が簡単で取り扱いの容易な減衰機能付きの免震部品を提供した。なお、このもは免震部品や装置のみでなく水平移動部品、装置としても適用できる。

このものは、ボールを介して上下に直線状のボール溝を備えた案内部の交差角度が０度の時は、前述した特許文献１や３のように純転がりとなり、上下溝は平行に対向し、ボールは上下案内のボール溝間を容易に転動する。このときの摩擦係数は０．００１〜０．００２程度の極めて低摩擦の転がり抵抗である。一方、交差角を９０度とすると、特許文献３に似たものとなり、一方のボール溝に沿ってボールが転がり、他方のボール溝内ではボール溝と直角方向に滑り自転することとなる。この場合のボールと上下ボール溝との摩擦係数はボールが一方の溝に沿って転がるときはすべり自転する側の摩擦係数となるので、案内部又はボール材料が鋼材の場合は例えば０．１０〜０．２０程度となる。この摩擦係数の値は、ボールやボール溝の材質、表面硬さ、表面処理、潤滑油（これは特許文献３の場合等）、形状等により決まる。

この交差角を９０度から０度の間で変化させ、ボールを介して上下のボール溝を相対的に移動させると、交差角が小さくなるに従って、ボールとボール溝の滑りは少なくなり、転がりが多くなるので、摩擦係数が漸減していく。交差角に対する摩擦係数は前述した交差角０度で純転がりとなり摩擦係数が最も低く、交差角が９０度で最も大きくなる。これにより、交差角を０度から９０度まで変化させることにより、ボールとボール溝との摩擦係数を変化させることができる。従って、交差角を適宜に決定することにより任意の摩擦係数を得ることができる。また、載荷荷重を直接受けるボール又はボール溝に対するころがりすべり面の複合摩擦となるので、摩擦係数一定タイプの減衰機構となる。

詳述すると、図１に示すように、免震部品（水平移動部品）１は、下面側に直線状に設けられたボール溝４を備えた上案内部２が設けられている（点線で示す）。また、上面３ｂ側に直線状に設けられたボール溝５を備えた下案内部３が基台１３に固定されている。図示しないガイドを設け、上案内部２と下案内部３が常に交差角θとなるように規制されている。上下ボール溝４，５間には、両ボール溝に嵌合し、両ボール溝間を滑り又は転がり移動可能に設けられたボール６が設けられている。図示しないボール溝の縦断面は底部が中央２ｃ，３ｃで最も深くなるのようにされ、ボールはそれぞれのボール溝の中央位置２ｃ，３ｃになる位置で安定している。

かかる構成において、下案内部３に対して上案内部２を移動させると、常に交差角θは一定に規制されているので、図２に示すように下ボール溝５の中央３ｃにボール６がある場合は、上案内部は上ボール溝４方向にしか移動できないので矢印Ａで示す範囲しか動けない。また、下ボール溝５の図で見て右上端５ｒにボール６がある場合は、同様に矢印Ｂで示す範囲、下ボール溝の図で見て左下端５ｓにボールがある場合は、同様に矢印Ｃで示す範囲しか動けないので、結局上案内部２は二点鎖線１０で囲んだ範囲内を動くことになる。即ち、下案内部３と上案内部２は二点鎖線１０で囲んだ範囲で相対水平移動可能とされる。最も移動距離が長いのは交差角の二等分線方向で最大移動距離Ｌとなり、その直角方向で最小移動距離Ｓとなる。

かかる対向する直線状ボール溝からなる免震部品（水平移動部品）１の摩擦係数について述べる。例えば矢印Ａで示す上案内部２の移動時の摩擦係数はボール６と上ボール溝４との転がり又は滑り摩擦、ボールと下ボール溝５の滑り摩擦となる。滑りはボール６がボール溝４，５に沿って動く場合は０、ボール溝に直角にボールが回る場合に最大となり、ボール溝の交差角θが小さくなるに従って滑りは少なくなる。そこで、各交差角θに対する摩擦係数を測定した。その結果を図３に示す。なお、ボール材質はＳＵＪ２（軸受鋼）、上下案内部は同じものとし、その材質はＳ４５Ｃの調質材でボール溝はボール直径の５２％の半径を公差角５０°にしたゴシックアーチ形状の断面とし、溝深さはボール直径の約４０％のものである。また、安定化のため４組の免震部品を４隅に等分に配置して測定したものである。

図３に示すように交差角θ＝９０度では、従来と同様の滑りによる摩擦係数である０．１５を示し、交差角θ＝０では、従来のボール溝を平行に配置した純転がりとなり、摩擦係数は０．００１〜０．００２程度となっている。そして、交差角０度を超え９０度未満おいては、交差角θ＝３０度で摩擦係数が０．０５、θ＝４５度で０．０７、θ＝６０度で０．１、θ＝７５度で０．１２となっており、交差角９０度と交差角０度との間を直線Ｆで結んだ値にほぼ等しい摩擦係数を示している。このように、直線状ボール溝の交差角に応じて摩擦係数が変化、即ち、交差角を変更することにより、所望の摩擦係数をいとも簡単に得ることができるとがわかる。なお、より高い摩擦係数を必要とする場合は、前述した表面処理や材質等を選択することにより交差角９０度での摩擦係数を高くすればよい。なお、免震部品や免震装置として使用する場合においては、摩擦係数は０．０３〜０．０８が好ましい（交差角にして、およそθ＝１０〜６０度、より好ましくはθ＝１５〜４５度）といわれており、直線状ボール溝を交差角を適宜選択することにより容易に適切な摩擦係数が得られる。

さらに、中間部材の上側に下案内部が位置するように第一の免震部品（水平移動部品）を設け、中間部材の下側に上案内部が位置するように第二の免震部品（水平移動部品）を設け、第一の免震部品の取付角度と、第二の免震部品との取付角度の位相を９０度ずらせて組み立てることにより免震装置（水平移動装置）としている。

即ち、ボールと、ボールを滑り転がり移動可能に狭持する直線状のボール溝を備えた上下案内部を有する前述の免震部品（水平移動部品）は、交差角が０度越え、９０度未満であるので、上下案内部の相対移動方向は、交差角の二等分線方向で最大となり、その直角方向で最小となる。即ち、９０度では、交差角の二等分線方向も、直角方向も同一距離であるが、０度では、ボール溝方向の移動しかできない。従って、免震部品（水平移動部品）１個では、運動方向が制限される。そこで、中間部材を介して、免震部品（水平移動部品）を上下に配置し、免震部品（水平移動部品）の取付角度の位相を９０度ずらすようにして、上側の免震部品（水平移動部品）の移動可能範囲と、下側免震部品（水平移動部品）の移動可能範囲とが互いに補完しあって、直交するＸ軸、Ｙ軸の二方向への相対移動が可能とさせた。これにより水平方向の２次元揺動を可能にさせた。従って、例えば、中間部材の上側の免震部品（水平移動部品）の上案内部を載荷側とし、中間部材の下側の免震部品（水平移動部品）の下案内部を固定側として、固定側と載荷側とを水平方向に所定の摩擦係数で揺動可能に支持する免震装置としている。

このように、直線ボール溝を交差角をもってボールを介して対向させる免震部品（水平移動部品）では、ボールが直線状のボール溝のどの位置にあっても一定摩擦係数を得られ、載荷依存性のない性能が得られる。かかる免震部品を用いた場合、免震部品を摩擦をゼロ又は微少とすると地震の水平方向の揺れに対して載荷物品の倒れや、振動を少なくできるが、上下案内の相対移動距離が大きくなり、免震部品、免震装置が大きくなる。逆に摩擦を大きくすると相対移動距離は小さくなるが、地震の水平方向の揺れに対して載荷物品が倒れやすくなる。また、予想される地震の揺れの大きさは、地域で異なる他、地域内でも活断層に近い場所や離れた場所等、地盤の状況、置かれる建家の構造等の種々の条件によっても異なる。そこで、載荷する物品の重さ、形状、重心位置等の安定度や、予想される地震の揺れに対して、適当な摩擦力を与え相対移動範囲を制限することにより、小型化を図ることができる。

しかしながら、予想される地震の揺れより過大な揺れを生じた場合は、地震の揺れによる変位が大きくなり、免震台の応答変位が大きくなる。このため全ての地震に対応できるようにするとスペースが過大になって設置できないという問題がある。一方、スペースをある程度狭めた場合は、予想内であればよいが、予想されるより過大な揺れの地震に対して、直線状のボール溝のストロークエンドにボールが衝突して、載荷物品に衝撃を与え破損したり、さらには物品が移動したり転倒したりするという問題があった。また、小さな地震やその他の振動等の免震の他、搬送等においても、摩擦力を変化させて移動させたい場合等がある。

本発明の課題は、かかる問題点に鑑みて、予定より過大な揺れが生じても、ボールがボール溝のストロークエンドにそのまま衝突しないように、ボール溝端付近での摩擦力を増大して、できる限り急激な衝突を防止し、加速度は次第に増加はするが、衝撃による転倒防止をより改善することである。さらには、ボール溝に沿って値の異なる種々の摩擦力を与えるようにして、スムースな減衰や免震を与えるとともに、小型化を図れる水平移動部品を提供することである。さらには、かかる水平移動部品を使用した水平移動装置又は免震装置を提供することである。

本発明においては、下面側に中心部より両長手方向に延びる線状に設けられたボール溝を備えた上案内部と、上面側に中心部より両長手方向に延びる線状に設けられたボール溝を備えた下案内部と、前記上案内部のボール溝と前記下案内部のボール溝に嵌合し、前記両ボール溝間を滑り又は転がり移動可能に設けられたボールと、を備え、前記上下案内部が水平方向の定められた一軸に沿って相対移動可能にされた水平移動部品であって、前記上下面の垂直方向から見て、前記一軸に沿った移動に従って前記対向するボール溝は互いに交差する交差部を有し、前記交差部の交差角が二以上に変化されている水平移動部品を提供することにより前述した課題を解決した。

即ち、ボール溝を直線ではなく、一軸方向の移動（水平移動）に伴い互いのボール溝同士が交差角を有するようにし、中心部側より長手方向（外）側の交差角が大きくなるようにしているので、ボール位置によって摩擦係数を変化させることができる。従って、直線状ボール溝の場合は一定摩擦係数であるのに対し、本発明においては、二以上の摩擦係数を得られる。

さらに、請求項２に記載の発明においては、前記中心側の交差部の交差角よりも前記長手方向の端部側の交差部の交差角が大きくされている水平移動部品とした。即ち、中心部から離れる（相対水平移動が大きくなる）に従って、摩擦係数を上げることができ、さらに終端になるに従って摩擦係数を上げることもできる。

より具体的な構造として、請求項３に記載の発明においては、前記線状のボール溝は、長手方向に少なくとも一以上の方向に変化しながら延び、前記線状のボール溝の変化方向は水平面に直交するボール溝中心軸回りに同じ回転方向に変化するような形状とされ、かつ前記上下面のボール溝は、それぞれのボール溝面側からみて同形状にされた水平移動部品とした。

即ち、ボール溝を直線ではなく、長手方向に少なくとも一以上の方向に変化しながら延び、前記線状のボール溝の変化方向は水平面に直交するボール溝中心軸回りに同じ回転方向に変化するような形状とすることにより、上下案内部のボール溝軸の互いの角度を変化させ、ボール位置によって摩擦係数を変化させることができる。また、線状ボール溝は同形状なので、上下案内部はボールを介して所定の摩擦力で制御されながら一軸方向に移動できる。

さらに、好ましくは、前記線状のボール溝は、線状のボール溝の中心部を中心点として点対称に少なくとも一回以上方向を変化させて前記中心側に戻ることなく外方に向かって延びている水平移動部品とした（請求項４）。

即ち、線状のボール溝をボール溝の中心部を中心点として点対称にしたので、移動方向に対して対称に摩擦係数を設定できるので、方向性がなく、安定した水平移動部品とすることができる。

なお、特許文献３の場合は、ボール位置固定側をすべりとして、皿側を転がり側とするために、固定側より転がり側のすべり摩擦係数を大きくして、皿側でボールがころがり運動するようにしている。しかし、本発明のように同形状のボール溝である場合は、互いに同材質とすれば、ボールの接触曲率半径がほぼ同じであるので、ボール溝に沿うすべり摩擦係数は、ボール溝の直角方向回りのすべり摩擦係数より大きくなるので、すべりと回転の両方が誘起され、安定した摩擦係数を得られるものと考える。

移動は所定の一軸方向に定めればよいが、ボール溝の設計上、加工上等の面から、対称的に配置するのが好ましい。そこで、請求項５に記載の発明においては、前記水平方向の定められた一軸は前記上下ボール溝の垂直方向視で前記上下ボール溝が対称の関係となる軸とした水平移動部品とした。

最も簡単な例としては、線状ボール溝は中心側が直線とされ、ボール溝のストロークエンド近傍で折れ曲がる直線とするのが簡単である。そこで、請求項６に記載の発明においては、前記上下面のボール溝は、前記中心を通る直線部と、前記直線部の両端部に点対称に折れ曲がる第二の直線部が形成されている水平移動部品とした。

例えば、ボール溝の中心を通る直線部が互いに重なるように配置し、直線部と同方向の一軸に沿って移動可能にすれば、前述した直線状ボール溝の交差角をゼロとしたのと同様であり、摩擦力は低い。一方、ボール溝のストロークエンド近傍では、互いにボール溝が交差する関係になるので、ボール溝のストロークエンド近傍では一定摩擦力を得られるようになる。また、ボール溝の中心を通る直線部が互いに所定の交差角となるように配置し、交差角の中心軸（対称の関係となる軸）に沿って移動可能にすれば、直線部では交差角に応じた摩擦力を得られ、ボール溝のストロークエンド近傍では、折れ曲がる直線が中心軸（一軸）方向より離れる方向に折れ曲がっている場合は、直線部より大きな摩擦力となり、中心軸方向に折れ曲がっている場合は、直線部より小さな摩擦力となる。また、免震においては、ボール溝の中心側に対してストロークエンド側の方の摩擦力を大きくするのが好ましい。

なお、前述した特許文献２には直線状のボール溝の両端部分に曲がり部が記載されているが、このものは曲がり部でバランスを崩して、対向するボール溝を回転し易くさせ、振幅をできる限り大きくとろうとしているものであり、また、減衰性能も有しないので、本発明のように一軸方向に固定して、交差角を変化させて所定の摩擦係数を得て、減衰性能を得るものとは異なる。

直線を折り曲げる場合は、折れ曲がり点で摩擦係数が不連続に変わるので、衝撃が発生する。そこで、折れ曲がり部を円弧等にするのが好ましい。さらに、請求項７に記載の発明においては、前記上下面のボール溝は、前記中心部を通る直線部と、前記直線部の両端部に点対称に接続された円弧部が形成されている水平移動部品とした。これにより、ボール溝のストロークエンドに向かうに従って徐々に摩擦力が増大する。

円弧部は直線部とスムースにつながるようにするのが好い。また、円弧部の円弧は円、楕円、サイクロイド曲線、双曲線、緩和曲線等の種々の曲線の一部を用いればよい。また、前述した直線の場合と同様、直線部で重なるようにしたり、交差角を与えるようにしてもよい。同様に、円弧部の円弧の延び方向は、中心軸（一軸）方向より離れる方向に延びる場合は、直線部より大きな摩擦力となり、中心軸方向に延びる場合は、直線部より小さな摩擦力となる。なお、免震においては、ボール溝の中心側に対してストロークエンド側の方の摩擦力を大きくするのが好ましい。

また、ボール溝は必ずしも直線でなくてもよい。そこで、請求項８に記載の発明においては、前記上下面のボール溝は、曲線とされ、前記曲線は中心部を通る点対称に形成されている水平移動部品とした。これにより任意の摩擦係数をボール溝中心からの位置に連続的に与えることができる。

より、好ましくは、ボール溝中心から遠ざかるにつれて、摩擦係数が漸次大きくなるように移動すべき一軸方向の一軸より漸次遠ざかるように形成するのがよい。なお、前述した他、ボール溝は中心に戻ることなく中心より外方に延びる点対称の溝とすれば種々の形状が可能であることはいうまでもない。

また、請求項９に記載の発明においては、少なくとも一方の前記ボール溝の底部の深さは両端部から徐々に深くなり、中心部の底部の深さが最も大きくされている水平移動部品とした。これにより地震等の揺動の後、自然復帰が従来と同様に可能である。なお、ボール溝の底部のボール溝に沿う縦断面は、従来と同様に、Ｖ字等の直線、Ｕ字等の曲線、楕円、円等を用いる。なお、最深部を中心部以外にすれば、その位置を自動復帰する位置として設定できるので、水平移動装置への利用範囲が広まる。

さらに、請求項１０に記載の発明においては、前記ボール溝の断面はボールが二点以上で接触するようにされている水平移動部品とした。いわゆるボール溝をゴシックアーチ状、Ｖ溝状にして、ボールが側面の二点で接触するようにしたので、ボールがすべりと転がりの両運動を確実に、安定して行えるので、摩擦係数の値が安定する。なお、ボール溝は前述の他、Ｕ溝、凹溝等であっても良く、ボールがボール溝方向以外は転がり回転しないような断面、幅、深さにされていればよい。また、上下溝は同断面形状であるのが好ましい。

また、請求項１１に記載の発明においては、中間部材と、請求項１乃至１０のいずれか一に記載の前記水平移動部品であって、前記中間部材の上側に前記下案内部が位置するように設けられた第一の水平移動部品と、請求項１乃至１０のいずれか一に記載の前記水平移動部品であって、前記中間部材の下側に前記上案内部が位置するように設けられた第二の水平移動部品と、を有し、前記第一の水平移動部品の前記定められた一軸と、前記第二の水平移動部品の前記定められた一軸とが直交するように配置されている水平移動装置又は免震装置を提供する。

即ち、ボールと、ボールを滑り転がり移動可能に狭持する線状のボール溝を備えた上下案内部を有する前述の水平移動部品は、上下案内部が水平方向の定められた一軸に沿って相対移動可能にされている。従って、水平移動部品１個では、運動方向が制限される。しかし、本発明の水平移動装置又は免震装置によれば、中間部材を介して、水平移動部品を上下に配置し、上下の水平移動部品の一軸を互いに直交するように配置したので、上側の水平移動部品の移動可能範囲と、下側水平移動部品の移動可能範囲とが互いに補完しあって、直交するＸ軸、Ｙ軸の二方向への相対移動が可能となる。これにより水平方向の２次元揺動が可能になる。従って、例えば、中間部材の上側の水平移動部品の上案内部を載荷側とし、中間部材の下側の水平移動部品の下案内部を固定側とすれば、固定側と載荷側とを水平方向に所定の摩擦係数で揺動可能に支持する水平移動装置又は免震装置とすることができる。

なお、本発明の水平移動部品のみを使用する場合は、安定して使用するために、全体として上下各３個以上配置するのが好ましい。また、他の水平移動装置又は免震装置や減衰装置を適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。また、一軸方向のみの移動でよければ上側又は下側のみでもよい。

また、請求項１２に記載の発明においては、前記第一の水平移動部品の下案内部、又は、前記第二の水平移動部品の上案内部の少なくともいずれが一方が前記中間部材に設けられている水平移動装置又は免震装置とした。これによれば、中間部材の上下に線状のボール溝を設けるので、部品点数を減らせる。また、上下方向高さを低くできる。なお、線状のボール溝は中間部材、案内部材に直接加工したり、部品として取り付けたりすればよい。

本発明の水平移動部品によれば、ボール溝の交差角を変化させボール溝のボール位置により任意の摩擦係数を容易に得られるので設計や、調整も容易なものとなった。また、ボール及び線状のボール溝を用いて、載荷重量に適した摩擦力を得られる一方、摩擦係数を容易に変化させることができ、汎用性が高い水平移動部品となった。さらに、ボールと線状のボール溝という簡単な構成でかかる減衰機能を得られるので、構造が簡単で取り扱いの容易な減衰機能付きの水平移動部品となった。

また、請求項２に記載の発明においては、中心部側より外側の交差角が大きくなるようにし、摩擦係数を中心部から離れるに従って上げ、終端になるに従って摩擦係数を上げ、摩擦係数をボール溝のストロークエンド近傍で大きくできるので、ボール溝のストロークエンドでの衝突を和らげ、載置物品の衝撃による破損や、載置物品の転倒を防止できるものとなった。また、中心に対し、ストロークエンド近傍で摩擦係数を高くできるので、種々の地震の揺れに応じて設計でき、過大な揺れに対しても衝撃等を和らげることができるので、小型化をはかれ、さらに、小型のものから大型のもの、重心の低いものから高いもの等種々の載置物品に適した水平移動部品を提供できるものとなった。

さらに、請求項３に記載の発明においては、ボール溝を長手方向に少なくとも一以上の方向に変化しながら延び、前記線状のボール溝の変化方向は水平面に直交するボール溝中心軸回りに同じ回転方向に変化するような形状とし公差角度を変化させ、ボール位置によって摩擦係数を変化させ、線状ボール溝は同形状としたので、二以上の安定した摩擦係数を容易に設計、製作することができ、また、線状のボール溝のボール位置によって摩擦係数を任意に変化させた減衰機構を得られる。

また、請求項４に記載の発明においては、線状のボール溝を点対称の形状としたので、安定した摩擦係数を得られ、方向性のない安定して水平移動部品とできる。また、請求項５に記載の発明においては、水平方向の定められた一軸を上下ボール溝の垂直方向視で上下ボール溝が対称の関係となる軸となる水平移動部品としたので、設計・加工・組立が容易なものとなった。

より具体的には、請求項６に記載の発明においては、線状のボール溝を中心を通る直線部と、直線部の両端部に点対称に折れ曲がる第二の直線部からなる水平移動部品としたので、ストロークエンド近傍での摩擦力の増大を容易に行えるものとなった。また、請求項７に記載の発明においては、ストロークエンド近傍を円弧部としたので、摩擦力がスムースに増大し、より大きな過大揺れに対応できるものとなった。さらに、請求項８に記載の発明においては、線状のボール溝を中心を通る曲線とし、中心に対して点対称に形成し、任意の摩擦係数をボール溝中心からの位置に連続的に与えることができるので、より多くの載荷物品、地震に適合した水平移動部品を提供できるものとなった。

また、請求項９に記載の発明では、ボール溝の中央の底部の深さを両端部より深くし、地震等の揺動の後、自然復帰を可能としたので、従来と同様な水平移動部品とすることができる。さらに、請求項１０に記載の発明においては、ボール溝の断面をボールを二点以上で接触させ、ボールのすべりと転がりの両運動を確実に、安定して行えるので、安定した摩擦係数を得られるものとなった。

さらに、請求項１１に記載の発明においては、中間部材を挟んで、前述した本発明の水平移動部品を上下に配置し、第一の水平移動部品の一軸と、第二の水平移動部品の一軸とを直交するように配置し、上側の水平移動部品の移動可能範囲と、下側水平移動部品の移動可能範囲とを補完し、水平方向の２次元揺動を可能としたので、従来と同様の水平方向に揺動可能な水平移動装置又は免震装置とできる。その上、線状のボール溝のボール位置により摩擦係数を変化させることができ、構造が簡単で、設計や、調整も容易で、取り扱いの容易な減衰機能付きの水平移動装置又は免震装置となった。また、中心に対し、ストロークエンド近傍で摩擦係数を高くできるので、種々の地震の揺れに応じて設計でき、過大な揺れに対しても衝撃等を和らげることができるので、小型化をはかれ、さらに、小型のものから大型のもの、重心の低いものから高いもの等種々の載置物品に適した水平移動装置又は免震装置を提供できるものとなった。また、上下案内部を同部品とすることもできるので部品の種類が少なく管理、設計、組み立て、調整等も容易になる。

また、請求項１２に記載の発明においては、第一の水平移動部品の下案内部や第二の水平移動部品の上案内部を中間部材に設け、部品点数を減らし、上下方向高さを低くしたので、小型で取り扱いの容易な水平移動装置又は免震装置とすることができる。

本発明の水平移動部品の第一の実施の形態について図を参照して説明する。図４は本発明の第一の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（上）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。図４（ａ）に示すように第一の実施の形態に示す水平移動部品２１の下案内部２２の上面２２ａには、線状のボール溝２３が中心Ｃを通る直線部２４と直線部のストロークエンド２４ａ近傍で折れ曲がった第二の直線部２５が両側に形成されている。直線部２４又は第二の直線部２５はボール溝２３の中心Ｃを中心点として点対称にされ、第二の直線部は中心側に戻ることなく外方に向かって延びている。同様に図４（ｂ）に示すように水平移動部品２１の上案内部３２の下面３２ａには、線状のボール溝３３が中心Ｃを通る直線部３４と直線部のストロークエンド３４ａ近傍で折れ曲がった第二の直線部３５が両側に形成されており、下案内部２３の上面２３ａの線状のボール溝２３と同形状にされている。また、図示しない上下ボール溝２３，３３の底部の深さは両端部から徐々に深くなり、中央部の底部の深さが最も大きくされている。また、ボール溝の断面はゴシックアーチ状とされボールが二点以上で接触できるようにされている。

図４（ｃ）に示すように、かかる下案内部２２を固定し、上案内部３２をガイド３０に沿って移動可能にボール４０を介して、上下案内部２２，３２の線状のボール溝２３，３３の直線部２４，３４が重なるように組立てられている。直線部とガイド３０とは同方向とされ、また、ガイド３０により上案内部３２の移動方向は水平方向の一定の一軸方向に沿って移動可能となるように規制、即ち図で見て左右方向に移動可能に規制されている。なお、図４（ｃ）乃至（ｅ）において、説明の為、下案内部２２側を実線で、上案内部３３側を点線で示している。また、上下案内部の相対移動にあたっては、水平移動部品一組では、傾いてしまうため、少なくとも３組の水平移動部品を傾かないように、同移動方向になるように配置するが、以下説明のため一組のみを取り上げて説明する（以下図５乃至図７についても同様とする）。また、左方向への移動移動の場合について説明するが右方向の場合も同様である。

かかる水平移動部品においては、ボール４０がボール溝２３，３３間を左右に転がることにより、上案内部３２が左右に移動する。直線部２４，３４は互いに重なる、即ち一致しているので、純転がり状態の低摩擦係数となり、スムースに移動できる。従って、上下案内部は左右方向に相対移動が可能にされ、振動や地震等により下案内部２２が左右方向に移動しても慣性により上案内部の移動を少なくすることができる。地震の揺れが小さい場合は直線部２４，３４間でボール４０が転動し揺れを吸収する。また、地震の揺れが収まった後は中央部に自然復帰させる。地震の揺れが大きくなると、図４（ｄ）に示すように、ボール４０は第二の直線部２５，３５に達する。このとき、ボール溝２３，３３の向きは互いに交差するようになる。すなわち、前述した図１と同じ状態となり交差角θで交差することとなる。また、直線部２４，３４では交差角は０であり、第二の直線部２５，３５では交差角θとなり交差角は中心部より端部の方が大きくなる。このため、ボール４０は、転がり又はすべりの複合摩擦となり、交差角に応じた摩擦力を持って移動することとなり、大きな摩擦による減衰作用を生ずることとなる。従って、予想より大きな揺れが生じても、図４（ｅ）に示すような、ボール溝端２５ａ，３５ａにボール４０の衝突を減じ、ある程度の加速度で揺れからの上案内部への影響を小さくでき、揺れからのダメージも少なくできる。

また、水平移動装置用として使用する場合には、左右端で摩擦が大きくなるのでブレーキ動作をさせることができ、例えば搬送停止時の衝撃の吸収が可能である。

第一の実施の形態においては、図４に示すように、ボール溝の直線部が互いに重なるように配置しているので、純転がりの低摩擦となり、ボールとボール溝のみでは、載荷物品の重量による影響を受ける。また、摩擦機構を別途設ける必要がある。そこで、ボール又はボール溝だけでボール溝中心でも所定の摩擦力を得たい。そこで、次に本発明の水平移動部品の第二の実施の形態について図を参照して説明する。図５は本発明の第二の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（左）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。図５（ａ）に示すように第二の実施の形態においては、第一の実施の形態のボール溝２３，３３の直線部２４，３４を傾けた点、即ち、ガイド３０に対し、直線部を傾けたものである。

かかる水平移動部品においては、図５（ａ）に示すように、第一の実施例と同様に下案内部４２の上面４２ａには、線状のボール溝４３が中心Ｃを通る直線部４４と直線部のストロークエンド４４ａ近傍で折れ曲がった第二の直線部４５が両側に形成されている。直線部４４又は第二の直線部４５はボール溝４３の中心Ｃを中心点として点対称にされ、第二の直線部は中心側に戻ることなく外方に向かって延びている。ここで、直線部４４はガイド方向に対してθ／２の角度となるように右上がりにされている。また、図５（ｂ）に示すように水平移動部品４１の上案内部５２の下面５２ａには、線状のボール溝５３の直線部５４、第二の直線部５５が下案内部の線状のボール溝４３と同形状にされている。なお、その他については、第一の実施例と同様であるので説明を省略する。

図５（ｃ）に示すように、第一の実施例と同様に、下案内部４２を固定し、上案内部５２をガイド３０に沿って移動可能にボール４０を介して、上下案内部４２，５２の線状のボール溝の中心Ｃで対向させるように組立てられている。ガイド３０により上案内部５２の移動方向は水平方向の一定の一軸方向に沿って移動可能となるように規制さら、即ち図で見て左右方向に移動可能に規制されている。従って、直線部４４，５４は互いにθの交差角で交差することとなり、その移動方向が二等分線方向に一致する。すなわち、前述した図１と同じ状態になる。このため、ボール４０は、転がり又はすべりの複合摩擦となり、交差角θに応じた摩擦係数を持って移動することとなり、直線部４４，５４で大きな摩擦による減衰作用を得ることができる。

さらに、地震の揺れが大きくなると、図５（ｄ）に示すように、ボール４０は第二の直線部４５，５５に達する。このとき、ボール溝４３，５３の交差角θ２とさらに大きくなり、さらに、大きな摩擦による減衰作用を生ずる。このように第二の実施の形態の水平移動部品においては、直線部（中心側）で、載荷荷重依存の少ない適切な摩擦力を得られ、免震性能を向上させるとともに、さらにボール溝端側では、より大きな摩擦力を与えて、過大揺れに関する影響を少なくできる。上下案内部の相対移動は図５（ｅ）の位置まで可能である。

さらに、本発明の水平移動部品の第三の実施の形態について図を参照して説明する。図６は本発明の第三の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（左）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。図６（ａ）に示すように第三の実施の形態においては、第二の実施の形態のボール溝４３，５３の第二の直線部４５，５５を円弧としたものである。

かかる水平移動部品においては、図６（ａ）に示すように、第二の実施例と同様に下案内部６２の上面６２ａには、線状のボール溝６３が中心Ｃを通る直線部６４と直線部のストロークエンド６４ａ近傍で中心から離隔する方向に曲がった円弧部６５が両側に形成されている。直線部６４又は円弧部６５はボール溝６３の中心Ｃを中心点として点対称にされ、円弧部は中心側に戻ることなく外方に向かって延びている。また、図６（ｂ）に示すように水平移動部品６１の上案内部７２の下面７２ａには、線状のボール溝７３の直線部７４、円弧部７５が下案内部の線状のボール溝６３と同形状にされている。なお、その他については、第一又は二の実施例と同様であるので説明を省略する。

図６（ｃ）に示すように、第二の実施例と同様に、下案内部６２を固定し、上案内部７２をガイド３０に沿って移動可能にボール４０を介して、上下案内部６２，７２の線状のボール溝の中心Ｃで対向させるように組立てられ、直線部６４，７４は互いにθの交差角で交差している。直線部の構造、挙動については前述した第二の実施例と同様である。

さらに、地震の揺れが大きくなると、図５（ｄ）に示すように、ボール４０は円弧部６５，７５に達する。このとき、ボール溝６３，７３の向きは徐々に交差角θｘが大きくなる方向になるので、ボールの外方への移動に従って、摩擦が徐々に大きくなる減衰作用を生ずる。このように第三の実施の形態の水平移動部品においては、直線部（中心側）で、載荷荷重依存の少ない適切な摩擦力を得られ、免震性能を向上させるとともに、さらにボール溝端側では、漸次摩擦力が大きくなるようにして、過大揺れに関する影響を効率よく少なくできる。なお、上下案内部の相対移動は図６（ｅ）の位置まで可能である。

さらに、本発明の水平移動部品の第四の実施の形態について図を参照して説明する。図７は本発明の第四の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（左）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。図７（ａ）に示すように第四の実施の形態においては、第三の実施の形態のボール溝６３，７３の直線部６５，７５までも円弧として、ボール溝全体を曲線としたものである。

かかる水平移動部品においては、図７（ａ）に示すように、第三の実施例と同様に下案内部８２の上面８２ａには、線状のボール溝８３は中心Ｃを通り外方に向かって中心から離隔する方向に曲がる曲線部８５が両側に形成されている。曲線部８５はボール溝８３の中心Ｃを中心点として点対称にされ、中心側に戻ることなく外方に向かって延びている。また、図７（ｂ）に示すように水平移動部品８１の上案内部９２の下面９２ａには、線状のボール溝９３が下案内部の線状のボール溝８３と同形状に形成されている。なお、その他については、第一、二、三の実施例と同様であるので説明を省略する。

図７（ｃ）に示すように、第一、二、三の実施例と同様に、下案内部８２を固定し、上案内部９２をガイド３０に沿って移動可能にボール４０を介して、上下案内部８２，９２の線状のボール溝の中心Ｃで対向させるように組立てられる。曲線部８５，９５はボール位置が中心では図１で述べた交差角θがゼロに相当し、ボールの移動と共に互いに漸増する交差角θｙで交差することとなる。従って、地震の揺れに応じてボール４０が外方へ移動すると、ボールの移動に従って、摩擦が徐々に大きくなる減衰作用を生ずる。このように第四の実施の形態の水平移動部品においては、載荷荷重依存の少ない適切な摩擦力を漸次摩擦力が大きくなるようにすることができるので、過大揺れに関する影響をさらに効率よく少なくでき、より小型の水平移動部品とすることができる。なお、上下案内部の相対移動は図７（ｅ）の位置まで可能である。

ボール溝は必ずしも点対称でなくても、ボール溝の両側が互いに水平面に直交するボール溝中心軸回りに同じ回転方向に変化するような形状であればよい。例えば、図８は本発明の第五の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が右横方向に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部が左横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示すように第五の実施の形態においては、第二の実施の形態のボール溝４４，４５と第四の実施の形態のボール溝８５を半分づつ中心Ｃより互いに接続したものである。前述したと同様なものについては同符号を付している。

図８（ａ）に示すように、下案内部９６の上面９６ａには、線状のボール溝９８は、図でみて左より、第二の直線部４５、直線部４４、溝中心Ｃ、曲線部８５が順に形成されている。また、図８（ｂ）に示すように水平移動部品９１の上案内部９７の下面９７ａには、線状のボール溝９９が下案内部の線状のボール溝９８と同形状に形成されている。このような形状であれば、図８（ｃ）の中央位置状態、（ｄ）の右移動時、（ｅ）の左移動時の状態に示す如く、一軸方向に移動可能に交差角を変えながら水平移動できる。しかし、免震用としては、左右方向で摩擦力は同じである方がよいので、本発明の水平移動部品の実施の形態においては、ボール溝中心に対して点対称となるようにした（言い換えれば、線状のボール溝形状が点対称となるような中心位置を有するようにした）水平移動部品について説明した。

なお、簡単のために、上下案内部のボール溝が同形状の場合について説明したが、ボールの移動範囲内でボール溝が同形状であればよく、例えば図８の符号９０の点線で示すように、一方側のボール溝をさらに延長するなどしてもよい。また、設計、解析、製造等の簡単のため、線状のボール溝形状を点対称、同形状としたが、移動方向を一軸となるようにさせて線状のボール溝が互いに交差角をもつようにすれば、水平移動部品として成立することはいうまでもない。

次に、例えば、第二の実施の形態で示した水平移動部品４１を用いた免震装置について図を参照して説明する。図９の（ａ）は下プレートの平（上）面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、図１０の（ａ）は中間プレートの平（上）面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図、図１１の（ａ）は上プレートの平（上）面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。また、図１２の（ａ）はボールが中立位置時の本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の斜視図、（ｂ）は平面図、図１３の（ａ）は中間（又は上）プレートが図でみて横（右）方向に移動したときの免震装置の斜視図、（ｂ）は平面図、図１４の（ａ）は上プレートが図でみて縦（上）方向に移動したときの斜視図、（ｂ）は平面図、図１５の（ａ）は図でみて下プレートが横（右）方向に移動し、上プレートが縦（上）方向に移動したときの免震装置の斜視図、（ｂ）は平面図である。なお、図１３においては、上プレート下面と中間プレート上面については記載していない。また、図１４においては、下プレートと中間プレートの下面については記載していない。

図１２乃至１５に示すように本発明の免震装置１２１は前述した水平移動部品４１を中間プレート１２４の上側に４組、下側に４組、計８組を配置したものである。本実施例免震装置１２１は免震されるサーバーや美術品が載置される上プレート１２２と、固定床等の基台に取付固定される下プレート１２３と、上プレートと下プレート間にそれぞれ水平移動部品４１を構成する線状のボール溝が上下面に設けられた中間プレート（部材）１２４と８個のボール４０とから構成されている。

図９に示すように、四角形の下プレート１２３の上面１２３ａ（前述した図５に示す下プレート４２の上面４２ａに相当）の四隅に線状のボール溝４３、４３′が左右対称となるように彫られている。また、中央部には取付、取外し可能なＴ字断面のガイド１０１が図でみて横方向に複数のボルト２００で取り付けられている。線状のボール溝４３、４３′は中心Ｃを通る直線部４４、４４′と直線部のストロークエンド４４ａ近傍で折れ曲がった第二の直線部４５、４５′が両側に形成されている。直線部４４、４４′又は第二の直線部４５、４５′はそれぞれボール溝４３、４３′の中心Ｃを中心点として点対称にされ、第二の直線部は中心側に戻ることなく外方に向かって延びている。ここで、直線部４４、４４′はガイド１０１又はガイド垂直軸に対して対称に４カ所、ガイドに沿った方向（縦方向）に対してそれぞれ±θ／２の角度となるように斜めに配置されている。

図１０（ｃ）に示すように、四角形の中間プレート１２４の下面１２４ｂ（前述した図５に示す上プレート５２の下面５２ａに相当）の四隅に線状のボール溝５３、５３′が彫られている。また、中央部には逆Ｔ字断面のガイド溝１０３が図でみて横方向に設けられ、線状のボール溝５３、５３′は直線部５４、５４′がガイド溝１０３又はガイド溝に直角方向に対して対称に４カ所、ガイド溝に沿った方向（縦方向）に対して±θ／２の角度となるように斜めに配置されている。即ち、中間プレートの下面１２４ｂの線状のボール溝５３、５３′は図９（ａ）に対しては左右を逆にしたものとなっている。これは、下プレートの上面と中間プレートの下面とを互いに向き合わせた時に、同じ形状同士（４３と５３、４３′と５３′）が向き合うようにするためである。

図１０（ａ）に示すように、四角形の中間プレート１２４の上面１２４ａ（前述した図５に示す下プレート５２の上面５２ａに相当）の四隅に線状のボール溝１５３、１５３′が彫られている。また、中央部には逆Ｔ字断面のガイド溝１０２が図でみて縦方向に設けられている。上面１２４ａの形状は、下面１２４ｂを上面になるように１８０°ひっくり返し、そのまま９０°回転させたものであり、上下とも各面からみて同形状とされている。

さらに、図１１（ｃ）に示すように、四角形の上プレート１２２の下面１２２ｂ（前述した図５に示す下プレート４２の上面４２ａに相当）の四隅に線状のボール溝１４３、１４３′が彫られている。また、中央部には取付、取外し可能なＴ字断面のガイド１０４が図でみて縦方向に設けられている。上プレート１２２は前述した下プレートと全く同じものであるが、下プレートと対向するように配置されると共に下プレートとは互いに９０°回転させている。即ち、上プレートは下プレートを１８０°ひっくり返して９０°回転させたものである。また、線状のボール溝４３と１４３、４３′と１４３′、５３と１５３、５３′と１５３′は同形状であり、かつ１４３と１４３′、１５３と１５３′は互いに線対称である。従って、下プレートと中間プレート、中間プレートと上プレートとは一方を９０°回転させれば上下対称となる。

図９乃至１１に示すように、ガイド１０１、１０４のＴ字断面の先端の幅１０５は、ガイド溝１０２、１０３の底部の溝幅１０６より若干小さく、開口幅１０７より広い幅にされ、互いに嵌合させることにより摺動可能にされている。また、上下方向に対しては隙間が設けられある程度上下方向に移動できるが、上下方向には互いに外れないようにされている。また、図示しない上下ボール溝４３、４３′、５３、５３′、１４３、１４３′、１５３、１５３′の底部の深さは両端部から徐々に深くなり、中央部の底部の深さが最も大きくされ、自然復帰するようにされており、ボールの動きに対してプレート間が広がるようにされている。このため、ボール４０が中央位置Ｃでは、ガイドの先端１０８と、ガイド溝の底１０９とが触れない程度に接近するように寸法にされており、ボール４０がボール溝端４５ａ，５５ａに達したときは、ガイド又はガイド溝によりプレートが互いに離れる側には広がらないような寸法にされている。

かかる形状の水平移動部品を、図１２（ａ）の上半分のように、まず中間プレートを床上において、ガイド１０１を未取付状態で、それぞれの線状のボール溝４３と５３、４３′と５３′を互いに対向させて、ボール溝のほぼ中心にボール４０が位置するようにして、中間プレート１２４、ボール４０、上下逆さにした下プレート１２３を積み上げる。この状態で、ガイド１０１を下プレート１２３又はガイド溝１０２に差し込み、ガイドを下プレート１２３にボルト２００で固定する。この状態で上下ひっくり返し、図１２（ａ）の下半分に示すように配置する。次に、ガイド１０４を未取付状態で、それぞれの線状のボール溝１４３と１５３、１４３′と１５３′を互いに対向させて、ボール溝のほぼ中心にボール４０が位置するようにして、中間プレート１２４、ボール４０、上プレート１２２を積み上げる。この状態で、ガイド１０４を上プレート１２２又はガイド溝１０３に差し込み、ガイドを上プレート１２３にボルト２００で固定する。

これにより、図１２に示すように、容易に免震装置１２１として組み立てられ、線状のボール溝４３と５３、４３′と５３′、１４３と１５３、１４３′と１５３′間にボール４０がそれぞれ滑り回転可能に狭持され、４個の水平移動部品がそれぞれ上プレート１２２と中間プレートの上側１２４ａ間、下プレート１２３と中間プレートの下側１２４ｂ間に形成され、ガイド１０１，１０４又はガイド溝１０２，１０３に沿って各プレート１２２，１２３，１２４が水平方向へ相対運動可能になる。

かかる構成の免震装置１２１において、図１２でみて横（右）方向に上プレート１２３を移動させた場合について述べる。上プレート１２２が右に力を受けると、図１３に示すように、上側のガイド１０４又はガイド溝１０３により、上プレートと中間プレート１２４とは移動できない。そこで、下側のガイド１０１又はガイド溝１０２に沿って上プレート１２２と中間プレート１２４とが一体になって右方に動く。また、左方向にも同様に移動できる。このとき線状のボール溝４３と５３、４３′と５３′１４３と１５３、１４３′と１５３′の直線部４４と５４、４４′と５４′では互いに交差角θで交差しているので、ボール４０は転がり、滑り運動をし、あらかじめ想定した地震の揺れに対して有効な所定の摩擦係数、摩擦力を得ることができ載荷物を地震から守る。

さらに、大きな力を受けると、ボール４０は直線部４４，５４、４４′，５４′を越え、第二の直線部４５，５５、４５′，５５′に達する。このとき、第二の直線部も交差しており、その交差角θ２はθより大きな値となり、直線部での摩擦係数、摩擦力より大きな摩擦係数、摩擦力を得られるので、予想よりも過大な地震の揺れに対応することができる。さらに、大きな揺れの場合はボール４０はボール溝端４５ａ，５５ａ、４５ａ′，５５ａ′に達する。さらに大きな揺れの場合は、ガイド溝１０２，１０３に嵌合するガイド１０１，１０４の働きにより、ボール４０をプレート間に挟み込むので、ボール溝４３，５３、４３′，５３′、１４３と１５３、１４３′と１５３′からボール４０が飛び出したりすることを防ぐ。

次に、図１２でみて縦（上）方向に上プレート１２２を移動させた場合について述べる。上プレート１２２が上に力を受けると、同様に、図１４に示すように、縦方向のガイド１０４又はガイド溝１０３に沿って、上プレート１２２は中間プレート１２４に対して上方に動くことになる。従って、上プレート１２２が上方に移動することとなる。また、同様に下方向にも移動できる。中間プレート１２４と下プレート１２３は横方向ガイド１０１又はガイド溝１０２により縦方向には互いに相対移動できない。線状のボール溝４３，５３，１４３，１５３、４３′，５３′，１４３′，１５３′の直線部４４，５４、４４′，５４′では互いに交差角θで交差し、所定の摩擦係数、摩擦力を得られる。なお、作用については前述した横方向と同様であるので説明を省略する。

このように、上プレート１２２と下プレート１２３とは、中間プレート１２４を挟んで互いに９０度方向に揺動することができるので、図１５に示すように、上プレート１２２と下プレート１２３とは水平方向に揺動可能とされ、地震等の揺れに対する免震装置として有効に働くものとなる。特に本実施例ではボール溝の交差角θを適宜選択でき、さらに交差角を変化できるので、所望の摩擦係数を容易に得られるばかりでなく、予想より過大な地震にも対処でき種々の載荷物、地域、場所に幅広く活用できるものとなった。

なお、実施の形態においては、ボール溝を直接プレートに加工したが、ボール溝を別部材としてプレートに取り付けるようにしてもよい。また、本実施の形態では、水平移動部品が第二の実施の形態である場合について述べたが、他の実施の形態の水平移動部品を用いても同様である。また、一つの免震装置に用いる水平移動部品は同じ形状のものでなく、異なる形態のものを組み合わせてもよい。ガイドは実施の形態に限らず、水平方向の一軸に動かすものであればよい。また、ボールの飛び出し防止を別の機構で設けてもよい。また、ボール、ボール溝、プレート等の材質は、用途、荷重、振動、作動条件等により、鉄、鋼等の他、アルミ合金等の非鉄合金、樹脂、セラミックス等を適宜選択組合せればよい。

また、本実施の形態では二軸方向移動する場合について述べたが、上又は下プレートと中間プレートを一組とすれば一軸の水平移動装置又は免震装置となる。例えば引き出しテーブルや壁際のタンス、什器等の水平移動装置又は免震装置に利用できる。さらに、本実施の形態では、免震装置に使用した場合について述べたが、搬送装置、一軸テーブル、二軸テーブル、ディスプレー用テーブル、引き出しテーブル等の水平移動装置として適用できることはいうまでもない。また、水平移動装置として用いる場合は、例えば、中心部、両端部で交差角θの交差部を与え、中心部と端部との間の交差角を０°あるいはθより小さくして、両端、中央ではある程度抵抗を加え自走しないようにして、その間は摩擦を低くして移動をし易くするような位置決め装置用の水平移動部品とする等種々の形態が可能である。

対向する直線状のボール溝からなる水平移動部品の平面図である。 図１の作動説明図である。 図１，２に示す水平移動部品の各交差角θに対する摩擦係数を測定した結果を示し、横軸は交差角θ、縦軸は摩擦係数μを示す。 本発明の第一の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（上）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。 本発明の第二の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（左）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。 本発明の第三の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（左）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。 本発明の第四の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が横（左）方に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部がさらに横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。 本発明の第五の実施の形態を示す水平移動部品の模式図であり、（ａ）は下案内部の平面図、（ｂ）は上案内部の底面図、（ｃ）は上下案内部の中立位置での水平移動部品の平面図、（ｄ）は上案内部が右横方向に移動したときの平面図、（ｅ）は上案内部が左横方向に移動しボール溝端にボールが位置したときの平面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）は下プレートの平（上）面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）は中間プレートの平（上）面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）は上プレートの平（上）面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）はボールが中立位置時の斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）は中間（又は上）プレートが図でみて横（右）方向に移動したときの斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）は上プレートが図でみて縦（上）方向に移動したときの斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明の免震装置の実施の形態を示す免震装置の（ａ）は図でみて下プレートが横（右）方向に移動し、上プレートが縦（上）方向に移動したときの斜視図、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ 水平移動部品
２ 上案内部
２ｃ、３ｃ 中央部
３ 下案内部
４ 上案内部のボール溝
５ 下案内部のボール溝
６、４０ ボール
２１、４１、６１、８１ 水平移動部品
２２、４２、６２、８２ 上案内部
２２ａ、４２ａ、６２ａ、８２ａ 下面
３２、５２、７２、９２ 下案内部
３２ａ、５２ａ、７２ａ、９２ａ 上面
２３、３３、４３、４３′、５３、５３′、６３、７３、８３、９３、９５、９６ 、１４３、１４３′、１５３、１５３′ 線状のボール溝
２４、３４、４４、４４′、５４、５４′、６４、７４ 直線部
２５、３５、４５、４５′、５５、５５′ 第二の直線部
６５、７５ 円弧部
８５、９５ 曲線部
１２１ 水平移動装置又は免震装置
１２４ 中間部材（プレート）
Ｃ 中心（部）
θ、θ２、θｘ、θｙ 交差角

Claims (12)

1. 下面側に中心部より両長手方向に延びる線状に設けられたボール溝を備えた上案内部と、上面側に中心部より両長手方向に延びる線状に設けられたボール溝を備えた下案内部と、前記上案内部のボール溝と前記下案内部のボール溝に嵌合し、前記両ボール溝間を滑り又は転がり移動可能に設けられたボールと、を備え、前記上下案内部が水平方向の定められた一軸に沿って相対移動可能にされた水平移動部品であって、前記上下面の垂直方向から見て、前記一軸に沿った移動に従って前記対向するボール溝は互いに交差する交差部を有し、前記交差部の交差角が二以上に変化されていることを特徴とする水平移動部品。
2. 前記中心側の交差部の交差角よりも前記長手方向の端部側の交差部の交差角が大きくされていることを特徴とする請求項１記載の水平移動部品。
3. 前記線状のボール溝は、長手方向に少なくとも一以上の方向に変化しながら延び、前記線状のボール溝の変化方向は水平面に直交するボール溝中心軸回りに同じ回転方向に変化するような形状とされ、かつ前記上下面のボール溝は、それぞれのボール溝面側からみて同形状にされていることを特徴とする請求項１又は２記載の水平移動部品。
4. 前記線状のボール溝は、ボール溝の中心を中心点として点対称に少なくとも一回以上方向を変化させて前記中心側に戻ることなく外方に向かって延びていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の水平移動部品。
5. 前記水平方向の定められた一軸は前記上下ボール溝の垂直方向視で前記上下ボール溝が対称の関係となる軸であることを特徴とする請求項３又は４に記載の水平移動部品。
6. 前記上下面のボール溝は、前記中心を通る直線部と、前記直線部の両端部に点対称に折れ曲がる第二の直線部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４又は５に記載の水平移動部品。
7. 前記上下面のボール溝は、前記中心を通る直線部と、前記直線部の両端部に点対称に接続された円弧部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４又は５に記載の水平移動部品。
8. 前記上下面のボール溝は、曲線とされ、前記曲線は中心を通る点対称に形成されていることを特徴とする請求項３又は４又は５に記載の水平移動部品。
9. 少なくとも一方の前記ボール溝の底部の深さは両端部から徐々に深くなり、中心部の底部の深さが最も大きくされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の水平移動部品。
10. 前記ボール溝の断面はボールが二点以上で接触するようにされていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の水平移動部品。
11. 中間部材と、請求項１乃至１０のいずれか一に記載の前記水平移動部品であって、前記中間部材の上側に前記下案内部が位置するように設けられた第一の水平移動部品と、請求項１乃至１０のいずれか一に記載の前記水平移動部品であって、前記中間部材の下側に前記上案内部が位置するように設けられた第二の水平移動部品と、を有し、前記第一の水平移動部品の前記定められた一軸と、前記第二の水平移動部品の前記定められた一軸とが直交するように配置されていることを特徴とする水平移動装置又は免震装置。
12. 前記第一の水平移動部品の下案内部、又は、前記第二の水平移動部品の上案内部の少なくともいずれが一方が前記中間部材に設けられていることを特徴とする請求項１１記載の水平移動装置又は免震装置。
    

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