JP2006316943A - Horizontal displacement device or base isolation device and method of assembling device - Google Patents
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Abstract
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及びその組立方法に関する。 More particularly, the present invention relates to a seismic isolation device and a method for assembling the same to protect a horizontal movement device for moving a loaded part, as well as articles such as computer servers and arts and crafts, and, in large cases, buildings and the like from vibrations and vibrations.
転動体を介して、上下プレートが水平方向に相対移動可能とした水平移動装置として、例えば免震装置があげられる。係る免震装置に用いられる支承体、いいかえれば水平移動部品には、特許文献1のように、球面皿間にボールを配置したもの、特許文献2のように、湾曲レール上を転がるローラ(車輪)を直交させて配置したもの、特許文献3のように、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たもの等が知られている。
An example of a horizontal movement device that allows the upper and lower plates to move relative to each other in the horizontal direction via rolling elements is a seismic isolation device. A bearing used in such a seismic isolation device, in other words, a horizontally moving part, such as one in which a ball is arranged between spherical plates as in
特許文献1のものでは、球面皿間をボールが水平方向に転がり移動自在にされ、停止時には中央部へボールが自動復帰する。これらの水平移動部品3個以上、好ましくは4個以上を上プレート及び下プレート間に取り付けることにより免震装置としている。また、特許文献4に示すように、水平移動部品2個を一組として、四組を連結棒結んで載置面積を大きくしている。また、特許文献2のものは、湾曲レール上をそれぞれ直交する方向へ移動自在にされているのでトータルとして水平方向の揺動が可能になり、湾曲レールの中央部の深さを深くすることにより、ローラの中央位置への自動復帰をさせている。これらの水平移動部品2個以上(詳しくは長手方向に二個、幅方向は一個となるように)上プレート及び下プレート間に取り付けて一組とし、これらを二組以上連結棒で結ぶことにより載置面積を大きくしている。また、特許文献3のものは、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。これらの水平移動部品を戸建ての建物の基礎に取付ている。
このようにこれらの免震装置は、耐荷重性能や耐震性能の他に、載置される建物や商品の種類や大きさにより、種々の寸法のものが要求される。一方、キャビネットや書棚等の什器類の底面は方形に形成され、その載置スペースは奥行き、幅がそれぞれ450mm〜900mm程度、長いものでは180mm程度が一般的である。かかる什器類の水平移動装置、特に免震装置として使用するには、什器底面寸法よりできる限り大きくならないようにし、部品点数が少なく、取扱が容易で、種々の組み合わせで種々の寸法に容易に対応できることが望ましい。しかしながら、前述した特許文献1,3の場合は3個以上の支承体を都度配置するので、位置合わせ、組み付け作業等が必要であり、さらに、回転防止装置やブレーキ(摩擦)装置等の補助装置もその都度取付、調整が必要となり、熟練を必要としたり、作業が煩雑となり時間がかかるという問題があった。一方、特許文献2,4のように、前もって水平移動部品(支承体)2個を上下プレート間に取り付けて一組とし、二組の上下プレートをそれぞれ連結棒で結び幅方向の長さを調整できるようにして、種々の寸法を得ることができる。一方、長手方向には上下プレートの長さを変えたものを数種類用意する。また、大きなものではさらに長手方向に組を増して連結棒で接続すればよい。
As described above, these seismic isolation devices are required to have various dimensions depending on the type and size of the building and the product to be mounted, in addition to the load bearing performance and the earthquake resistance performance. On the other hand, the bottom surfaces of fixtures such as cabinets and bookcases are formed in a rectangular shape, and the mounting space is generally about 450 mm to 900 mm in depth and width, and about 180 mm for long ones. When used as a horizontal moving device for such fixtures, especially as a seismic isolation device, it should not be as large as the fixture bottom size, has few parts, is easy to handle, and easily accommodates various dimensions in various combinations. It is desirable to be able to do it. However, in the case of the above-mentioned
しかしながら、幅方向の連結棒の長さを変える場合は、幅が広くなると強度的に弱くなるという問題があった。これを防ぐには上下プレートの長手方向だけでなく幅を変えたものを数種類用意しなければならない。あるいは連結棒を大きくしなければならない。また、長手方向の増大に伴い載荷荷重が大きくなった場合は、支承体の個数を増やす等して対応できる。しかし、幅方向の増大と共に、載荷荷重が大きくなった場合は、さらに幅方向の組を増やすか、幅方向の荷重に耐えられる大きさの支承体とし幅を変えたものを用意しなければならない。このように従来のものでは、載荷の大きさ、従量により非常に多くの種類を用意しなければならないという問題があった。 However, when the length of the connecting rod in the width direction is changed, there is a problem that the strength becomes weaker as the width becomes wider. To prevent this, it is necessary to prepare several types with different widths as well as the longitudinal direction of the upper and lower plates. Alternatively, the connecting rod must be enlarged. Further, when the loaded load increases with the increase in the longitudinal direction, it can be dealt with by increasing the number of support bodies. However, if the load increases with the increase in the width direction, it is necessary to increase the number of sets in the width direction or prepare a support body of a size that can withstand the load in the width direction and with a different width. . As described above, the conventional apparatus has a problem that a great number of kinds must be prepared depending on the size and the amount of the load.
本発明の課題は前述した問題点に鑑みて、幅方向での増大があっても強度が確保でき、載荷荷重が大きくなっても容易に対応でき、種々の大きさ、載荷荷重に対して種類を少なくできる水平移動装置又は免震装置を提供することである。さらには、複雑なブレーキ装置を必要としない構造が簡単で、部品の種類、点数の少ない水平移動装置又は免震装置を提供することである。さらに、かかる水平移動装置又は免震装置の組立方法を提供することである。 In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to ensure strength even if there is an increase in the width direction, and can easily cope with an increase in the load load, and can be used for various sizes and load loads. It is to provide a horizontal movement device or seismic isolation device that can reduce the amount of vibration. Furthermore, the present invention provides a horizontal movement device or a seismic isolation device that has a simple structure that does not require a complicated brake device and that has a small number of parts and points. Furthermore, it is providing the assembly method of this horizontal movement apparatus or a seismic isolation apparatus.
本発明においては、それぞれ長手方向長さがL、幅がDの上下プレートを前記長手方向に配置された2個以上の転動体を介して互いに長手一軸方向に相対移動可能にされた第一の水平移動部品と、前記第一の水平移動部品二組が幅方向に幅W(但し、2×D≦W)となるように上プレート同士、下プレート同士が互いに連結され、前記連結された上下プレートが前記長手一軸方向に相対移動可能にされた第一の水平移動ユニットと、それぞれ長手方向長さが前記W、幅がD′の上下プレートを前記長手方向に配置された2個以上の転動体を介して互いに長手一軸方向に相対移動可能にされた第二の水平移動部品と、前記第二の水平移動部品二組が幅方向に幅L(但し、2×D′≦L)となるように上プレート同士、下プレート同士が互いに連結され、前記連結された上下プレートが前記長手一軸方向に相対移動可能にされた第二の水平移動ユニットと、を備え、前記第一の水平移動ユニットの水平移動部品の長手方向と前記第二の水平移動ユニットの水平移動部品の長手方向が直交するように、前記第二の水平移動ユニットの上プレート側上に前記第一の水平移動ユニットの下プレート側が重ね合わさるように固定されている水平移動装置又は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。 In the present invention, a first plate in which the upper and lower plates each having a longitudinal length of L and a width of D are movable relative to each other in the longitudinal uniaxial direction via two or more rolling elements arranged in the longitudinal direction. The upper plate and the lower plate are connected to each other so that the horizontal moving component and the two sets of the first horizontal moving component have a width W (2 × D ≦ W) in the width direction. The first horizontal moving unit in which the plate is relatively movable in the longitudinal one axis direction, and the upper and lower plates each having the longitudinal length W and the width D ′ are arranged in the longitudinal direction. A second horizontal moving component that is movable relative to each other in the longitudinal direction along the moving body and two sets of the second horizontal moving component have a width L in the width direction (where 2 × D ′ ≦ L). The upper plates and the lower plates are connected to each other A second horizontal movement unit in which the connected upper and lower plates are relatively movable in the longitudinal uniaxial direction, and the longitudinal direction of the horizontal movement component of the first horizontal movement unit and the second horizontal movement unit Horizontal movement fixed so that the lower plate side of the first horizontal movement unit overlaps the upper plate side of the second horizontal movement unit so that the longitudinal directions of the horizontal movement parts of the horizontal movement unit are orthogonal to each other. The problems described above were solved by providing a device or a seismic isolation device.
即ち、長手一軸方向に相対移動可能にされた上下プレートを幅方向に連結した第一の水平移動ユニットと第二の水平移動ユニットの互いの幅及び長さがそれぞれ相手側の長さ及び幅に一致させ、第二の水平移動ユニットの上に第一の水平移動ユニットを重ね合わさるように、かつ互いに直角に配置したので、トータルとしての幅方向、長手方向の両方に水平移動部品が取り付けられた上下プレートが配置される。従って連結するための連結棒のみでなく上下プレートで荷重を受けることができる。なお、水平移動部品の転動体を2個以上とし、移動部品を二組としたのは、移動装置にあっては少なくともボールが3個以上ないと、ボール以外の支持部品なしでは上下プレートが傾き不安定となり、移動装置、免震装置としての機能を果たせないからである。また、二組の水平移動部品を連結したのは、連結棒やスペーサ等を用いて連結して幅方向の寸法を変更できるようにするためである。また、載荷面はL=Wでは正方形となる。一方、L≠Wで長方形となり、種々の什器等に合った形状とすることができる。 That is, the width and length of the first horizontal movement unit and the second horizontal movement unit in which the upper and lower plates, which are relatively movable in the longitudinal uniaxial direction, are connected in the width direction are respectively equal to the length and width of the other side. Since the first horizontal moving unit is superimposed on the second horizontal moving unit and arranged at right angles to each other, horizontal moving parts are attached in both the width direction and the longitudinal direction as a total. Upper and lower plates are arranged. Therefore, the load can be received not only by the connecting rod for connecting but also by the upper and lower plates. It should be noted that the number of rolling elements for horizontal moving parts is two or more, and two moving parts are used because the moving device has at least three balls, and the upper and lower plates are tilted without supporting parts other than balls. This is because it becomes unstable and cannot function as a mobile device or seismic isolation device. The reason why the two sets of horizontally moving parts are connected is that they can be connected using connecting rods, spacers, or the like so that the dimension in the width direction can be changed. The loading surface is square when L = W. On the other hand, it becomes a rectangle when L ≠ W, and can be shaped to suit various fixtures.
また、請求項2に記載の発明においては、前記幅Dと前記幅D′が等しくしたので、ユニットの上下プレートの部品の共通化が図れる。また、請求項3に記載の発明においては、前記転動体はボールであり、前記上下プレートの対向する面にボール溝が設けられており、前記ボール溝は互いに交差角を有するようにした。 In the second aspect of the invention, since the width D and the width D ′ are equal, the parts of the upper and lower plates of the unit can be shared. According to a third aspect of the present invention, the rolling elements are balls, and ball grooves are provided on opposing surfaces of the upper and lower plates, and the ball grooves have an intersecting angle with each other.
即ち、移動部品をボールとボール溝とし、ボール溝を互いに交差させ、その交差角の二等分線方向に沿って移動させるようにすると、その交差角にほぼ比例する摩擦係数が得られる。これにより、外部に減衰機能を設けなくても、ボール溝とボールを使用して減衰機能付きの免震部品を提供するものとなる。ボール溝と移動方向とが同じ方向の場合は、交差角度が0度となり、純転がりとなり、上下ボール溝は平行に対向し、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、片方のボール溝を直角にして、交差角を90度とすると、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、案内部及び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、形状等により決まる。 That is, if the moving parts are balls and ball grooves, the ball grooves intersect with each other and are moved along the bisector direction of the intersection angle, a friction coefficient substantially proportional to the intersection angle is obtained. Thereby, even if it does not provide an attenuation function outside, it provides a seismic isolation part with an attenuation function using a ball groove and a ball. When the ball groove and the moving direction are the same direction, the crossing angle is 0 degree, pure rolling occurs, the upper and lower ball grooves face each other in parallel, and the ball easily rolls between the ball grooves of the upper and lower guides. The friction coefficient at this time is a rolling resistance with extremely low friction of about 0.001 to 0.002. On the other hand, if one of the ball grooves is at a right angle and the crossing angle is 90 degrees, the ball rolls along one of the ball grooves, and the other ball groove slides and rotates in a direction perpendicular to the ball groove. In this case, the friction coefficient between the ball and the upper and lower ball grooves is the friction coefficient on the side where the ball rolls and rotates when the ball rolls along one groove. It becomes about 0.20. The value of the friction coefficient is determined by the material of the ball or ball groove, surface hardness, surface treatment, lubricating oil, shape, and the like.
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。 If this crossing angle is changed between 90 degrees and 0 degrees, and the upper and lower ball grooves are moved relative to each other via the ball, the slip between the ball and the ball groove decreases as the crossing angle decreases, and rolling occurs. As it increases, the coefficient of friction gradually decreases. The friction coefficient with respect to the crossing angle is pure rolling at the above-described crossing angle of 0 degrees, and the friction coefficient is the lowest, and the crossing angle is the largest at 90 degrees. Thereby, the friction coefficient between the ball and the ball groove can be changed by changing the crossing angle from 0 degree to 90 degrees. Therefore, an arbitrary friction coefficient can be obtained by appropriately determining the crossing angle.
免震装置等に使用するときは自動復帰機能があることが好ましい。そこで、請求項4の発明においては、前記相対する前記ボール溝の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、前記中心部の底部の深さが最も大きくされている免震装置とした。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。 When used in seismic isolation devices, it is preferable to have an automatic return function. Therefore, in the invention of claim 4, the depth of the bottom of the ball groove of at least one of the opposing ball grooves gradually increases from both ends, and the depth of the bottom of the center is maximized. There was a seismic isolation device. In addition, if the deepest part is set to a part other than the center part, the position can be set as a position for automatic return, so the range of use for the horizontal movement device is widened.
かかる構成とすることにより、少ない部品で種々の大きさの水平移動装置又は免震装置を製造することができる。そこで、請求項5に記載の発明においては、請求項1及び2に記載の前記水平移動部品の長手方向長さが定められた基準長さの水平移動部品と、前記基準長さより等寸法ずつ長くされた複数の水平移動部品と、を準備し、要求される前記L及びW寸法に合わせて、前記基準長さを含む複数の水平移動部品から四組以上を選択して請求項1乃至4のいずれか一に記載の水平移動装置又は免震装置の組立方法とした。これにより種々の載置面積を少ない種類で構成することができる。
By adopting such a configuration, various sizes of horizontal movement devices or seismic isolation devices can be manufactured with a small number of parts. Accordingly, in the invention described in claim 5, the horizontal moving component according to
さらに、請求項6に記載の発明においては、前記基準長さは450mmであり、前記等寸法は150mmとした。これにより、日本での什器類に使用される寸法の多くに適した載置面積を得られる。例えば、450,600,750,900mmの4種を用意することにより450□〜900□までの載置面積を確保できる。なお、従来のように、これらを複数接続することにより900mmを超える大きな載置面積を確保できる。
Furthermore, in the invention described in
本発明においては、一軸方向に相対移動可能にされた第一、第二の水平移動ユニットを互いの幅及び長さがそれぞれ相手側の長さ及び幅に一致させて、第二の水平移動ユニットの上に第一の水平移動ユニットを重ね合わさるように、かつ互いに直角に配置して水平移動装置又は免震装置とし、幅方向、長手方向の両方に上下プレートを配置するので、載置面積を容易に確保でき、幅方向が大きくなっても耐荷重や剛性、強度を大きくでき、種々の荷重、大きさ、種類の異なる載置物に適応できる水平移動装置又は免震装置を提供するものとなった。さらに、請求項2に記載の発明においては、幅Dと幅D′を等しくし上下プレートの部品の共通化ができるので、部品の種類の少ないもので対応できるものとなった。
In the present invention, the first and second horizontal movement units that are relatively movable in the uniaxial direction are arranged so that the width and length of the first and second horizontal movement units coincide with the length and width of the other side, respectively. Since the horizontal movement device or seismic isolation device is arranged so that the first horizontal movement unit is superimposed on the top and at right angles to each other, the upper and lower plates are arranged in both the width direction and the longitudinal direction. It is possible to provide a horizontal movement device or a seismic isolation device that can be easily secured, can increase load resistance, rigidity, and strength even when the width direction is large, and can be applied to various loads, sizes, and types of mounted objects. It was. Further, in the invention described in
また、請求項3に記載の発明においては、転動体をボールとし、ボール溝を互いに交差角を有するようにし、所望の摩擦係数とすることができるので、載荷荷重依存性のない水平移動装置及び免震装置を提供するものとなった。また、複雑なブレーキや減衰装置を必要としない構造が簡単、部品の種類、点数が少なく、さらには設計、設置が容易なものとなった。また、ボール溝の形状を変化させ、交差角を変化させれば、相対移動位置に応じて摩擦係数を変化させることも可能である。
Further, in the invention according to
また、請求項4の発明においては、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、自動復帰可能な水平移動装置又は免震装置とすることができる。 Further, in the invention of claim 4, since the depth of the bottom of the center of the ball groove is deeper than the both ends, and natural return is possible after rocking such as an earthquake, It can be a seismic isolation device.
さらに、請求項5に記載の発明においては、所定長さにされた複数の水平移動部品を準備し、要求されるL及びW寸法に合わせて、複数の水平移動部品から四組以上を選択して縦横に組み合わせて組立てるので、選択が容易で、在庫等も少なく。また、現地での組立・修理等も容易なものとなった。 Further, in the invention described in claim 5, a plurality of horizontal moving parts having a predetermined length are prepared, and four or more sets are selected from the plurality of horizontal moving parts in accordance with required L and W dimensions. Because it is assembled in combination vertically and horizontally, it is easy to select and there is little inventory. In addition, assembly and repair on the site became easy.
さらに、請求項6に記載の発明においては、基準長さを450mmとし、例えば、450,600,750,900mmの4種を用意することで、日本の什器の多くをカバーでき、汎用性の高いものとなった。
Furthermore, in the invention described in
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態を示す水平移動ユニットの斜視(模式)図、図2は本発明の実施の形態を示す(a)は組み合わせの方法について説明する斜視図、(b)は作動状態を示す斜視図である。図1に示すように、第一の水平移動部品31は、長手方向長さがL、幅がDの上下プレート32,33と、上プレートの下側及び下プレートの上側にそれぞれ設けられた直線状のボール溝34が表面(反プレート側)に設けられたレール35と、上下に対向するボール溝間を転動可能とされたボール6とで構成される。ボール溝34は上下プレートの長手方向に沿って形成されており、ボール6を介して上下プレートは長手方向に互いに相対移動可能にされ長手一軸方向に相対移動可能にされている。この第一の水平移動部品31二組を幅方向に幅W(但し、2×D≦W)となるように上プレート同士、下プレート同士を互いに連結棒36で連結して第一の水平移動ユニット30とされる。4枚の上下プレートは結果として4カ所のボール6で支持されることとなり、第一の水平移動ユニット30は上下プレートが長手一軸方向に相対移動可能とされる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view (schematic) of a horizontal movement unit showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view for explaining a combination method, and FIG. It is a perspective view which shows a state. As shown in FIG. 1, the first horizontal moving
一方、第一の水平移動ユニット30と同様に、第二の水平移動ユニット40は、図1の括弧「( )」内に記載の符号で示すように、第二の水平移動部品41は、長手方向長さがW、幅がD′の上下プレート42,43と、上プレートの下側及び下プレートの上側にそれぞれ設けられた直線状のボール溝44が表面(反プレート側)に設けられたレール45と、上下に対向するボール溝間を転動可能とされたボール6とで構成される。ボール溝44は上下プレートの長手方向に沿って形成されており、ボール6を介して上下プレートは長手方向に互いに相対移動可能にされ矢印で示す長手一軸方向に相対移動可能にされている。この第二の水平移動部品41二組を幅方向に幅L(但し、2×D≦W)となるように上プレート同士、下プレート同士を互いに連結棒46で連結して第二の水平移動ユニット40とされる。4枚の上下プレートは結果として4カ所のボール6で支持されることとなり、第二の水平移動ユニット40は上下プレートが矢印で示す長手一軸方向に相対移動可能とされる。
On the other hand, as with the first
なお、移動部品として、ボール溝とボールの組み合わせとしたが、レールと車輪のような組み合わせでもよい。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するとボール6の動きが安定する。
Although the moving part is a combination of a ball groove and a ball, a combination such as a rail and a wheel may be used. Further, the ball groove has a Gothic arch cross section so that the movement of the
次に、図2(a)に示すように、第二の水平移動ユニット40を図でみて90度回転させ、所定位置に置き、第二の水平移動ユニットの上プレート42側上に第一の水平移動ユニット30の下プレート33側が重ね合わさるように載せ、第一の水平移動ユニットの下プレートと第二の水平移動ユニットの上プレート42とを固定し、第一、二の水平移動ユニットを一体とし、水平移動装置100とされている。図2(b)に示すように、第一、二の水平移動ユニット30,40は互いに直角方向に一軸移動(矢印で示す)できる。従って、第二の水平移動ユニット40の下プレート43に対して、第二の水平移動ユニットの上プレート42から上の第一の水平移動ユニット30を図で見て斜め前後方向に移動可能にされ、さらに、第一の水平移動ユニットの下プレート33から上の第一の水平移動ユニットの上プレート32、即ち載置物が載置される載置面50が図で見て左右方向に移動可能にされる。従って、第二の水平移動ユニット40の下プレート43に対して、載置面50が図で見て斜め前後、左右方向に自在に移動可能にされ、水平移動装置又は免震装置100として機能する。免震装置として使用する場合はボール溝34,45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すれば、自動復帰機能が得られる。また、ボール溝及びボールは、荷重や大きさにより適宜増加させてもよい。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the second
かかる構成の水平移動装置又は免震装置は、従来と同様に物品が載せられる載置面50を水平移動可能とするとともに、上下プレートも直角方向に配置され、強度や剛性があがると共に、第一、二の水平移動ユニットを接続するプレート間同士では4隅が矩形状に当接するので、互いにしっかり固定でき、さらに高い剛性や強度が得られる。
The horizontal movement device or seismic isolation device having such a configuration enables the horizontal movement of the
かかる構成の水平移動装置又は免震装置は、幅寸法を共通(D=D′)にして、上下プレートを共通化し、さらに、適宜な寸法を選択することにより、什器等に適した大きさの載置面を有する水平移動装置又は免震装置を得ることができる。図3は第一、二の水平移動ユニットの平面視の形状である。例えば、図3に示すように、幅が450mmより小さいD=225mm幅の上下プレート32,33,42,44の長手方向長さを450、600、750、900と150(単位mm)飛びで製作し、これらをそれぞれ連結棒36,46を用いて、それぞれ幅方向に450、600、750、900のものを用意する。
The horizontal movement device or the seismic isolation device having such a configuration has a size suitable for a fixture or the like by making the width dimension common (D = D '), making the upper and lower plates common, and selecting an appropriate dimension. A horizontal movement device or a seismic isolation device having a placement surface can be obtained. FIG. 3 is a plan view of the first and second horizontal movement units. For example, as shown in FIG. 3, the longitudinal lengths of the upper and
この関係は図3の左に示す長手方向を縦にした、図でみて移動方向(矢印で示す)が上下方向の第二の水平移動ユニット群と、図3に右側に示す長手方向を横にした、図でみて移動方向(矢印で示す)が左右方向の第一の水平移動ユニット群となる。図3左側の第二水平移動ユニットを下にして、図2に示すように、それぞれの寸法が一致するように、即ち図3の左側に対応する位置(行列)の右側の第一水平移動ユニットを重ね合わせて一体とすることにより、450角〜900角までの150mm飛びの正方形、矩形の載置面を得られる。例えば 什器を載せるため、奥行き600、幅900の免震装置を造るときは、図3左側の二段目の右端の*印と、図3右側の二段目の右端の*印とを上下に配置すればよい。 This relationship is such that the longitudinal direction shown on the left in FIG. 3 is vertical, the second horizontal movement unit group whose movement direction (indicated by an arrow) is vertical in the figure, and the longitudinal direction shown on the right side in FIG. The moving direction (indicated by an arrow) is the first horizontal moving unit group in the left-right direction. As shown in FIG. 2, the first horizontal movement unit on the right side of the position (matrix) corresponding to the left side of FIG. By superimposing them together, a square or rectangular mounting surface with a distance of 150 mm from 450 to 900 squares can be obtained. For example, when building a seismic isolation device with a depth of 600 and a width of 900 to place fixtures, the * mark at the right end of the second stage on the left side of FIG. 3 and the * mark at the right end of the second stage on the right side of FIG. What is necessary is just to arrange.
このように、10種類の組合せに対して4種類の水平移動部品31,41とこれらを連結する連結棒36,46を造りさえすれば構成できることになる。このようにして奥行きサイズの種類の数だけ水平移動部品を造れば幅寸法は任意に変えられるものを利用して、奥行き寸法の総幅寸法のもつ水平移動装置や免震装置の部品の種類を減らすことができる。このように、本実施の形態によれば、水平移動装置又は免震装置の設計要素をモジュール化して、各種のサイズ、耐荷重性にも統一された数種の部品を組み合わせることで対応できる要素部品を提供するものとなる。
As described above, the four types of horizontal moving
他の実施の形態について説明する。図4は本発明の他の実施の形態を示す水平移動装置又は免震装置の(a)は中立時、(b)は移動時を示す斜視図、図5は対向する直線状のボール溝からなる免震部品(水平移動部品)の平面図、図6は図5の作動説明図、図7は図5,6に示す免震部品(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を示すグラフである。図4に示すように、前述した場合とはボール溝が上下プレート間で交差するように配置されている点で異なる。その他については、前述した図1乃至図3と同様であるので同符号を付し説明の一部を省略する。 Another embodiment will be described. 4A is a perspective view showing a horizontal movement device or seismic isolation device according to another embodiment of the present invention, FIG. 4A is a neutral view, FIG. 5B is a perspective view showing the movement, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 5, and FIG. 7 is a measurement of the friction coefficient with respect to each crossing angle θ of the seismic isolation component (horizontal moving component) shown in FIGS. The horizontal axis is the crossing angle θ, and the vertical axis is the graph showing the friction coefficient μ. As shown in FIG. 4, it differs from the case described above in that the ball grooves are arranged so as to intersect between the upper and lower plates. The other parts are the same as those shown in FIGS. 1 to 3 described above, so the same reference numerals are given and a part of the description is omitted.
図4に示すように、ボール溝34,44が設けられたレール51は長手方向とは傾斜して取付られている。下プレート33,43のレール51に対して、上プレート32,43のレール52は長手方向を中心にしてレール51の傾きに対して対称となるように、配置されている。また、上プレートには、断面L字状の分離防止固定板53が取り付けられ、分離防止固定板53のL字部分で下プレートを把持するようにされており、上下プレートが回転することなく長手方向に移動できるようにガイドするとともに、上下プレートが互いに上下方向に離れないようにされている。かかる構成により、移動方向に対し、ボール溝が交差するようになるので、載荷荷重を直接受けるボールがボール溝に対してころがりすべり面の複合摩擦となり、摩擦を発生させ、摩擦係数一定タイプの減衰機構を得られ、非常に単純な減衰機構を有する水平移動装置又は免震装置101とすることができる。
As shown in FIG. 4, the
かかるボール溝を交差させることについて詳述すると、図5に示すように、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(下側プレートの一部)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。
Describing in detail such crossing of the ball grooves, as shown in FIG. 5, the horizontally moving
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6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。
In such a configuration, when the
かかる対向する直線状ボール溝からなる水平移動部品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との転がり及び滑り摩擦、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組の水平移動部品を4隅に等分に配置して測定したものである。
The friction coefficient of the horizontally moving
図7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、表面処理や材質等を選択することにより摩擦係数を高くすればよい。なお、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。
As shown in FIG. 7, when the crossing angle θ = 90 degrees, 0.15 which is the friction coefficient due to the same slip as in the conventional case is shown, and at the crossing angle θ = 0, the conventional ball groove is arranged in parallel and becomes pure rolling. The friction coefficient is about 0.001 to 0.002. When the crossing angle is greater than 0 ° and less than 90 °, the crossing angle θ = 30 °, the friction coefficient is 0.05, θ = 45 ° is 0.07, θ = 60 ° is 0.1, θ = 75 The friction coefficient is 0.12, and the friction coefficient is substantially equal to the value obtained by connecting the intersection angle 90 degrees and the
なお、ボール溝は直線にして、常に交差角を一定にしてもよいが、ボール溝を曲げたり、円弧を描かせたりして途中で交差角を変化するようにしてもよい。交差角を漸増するようにすればボール端では摩擦係数を大きくしてブレーキ性能を上げ、ボール端でのボールの衝突、ガイド溝及びガイドの段部同士の衝撃等を減少させることができる。 The ball groove may be straight and the crossing angle may be constant at all times, but the crossing angle may be changed halfway by bending the ball groove or drawing an arc. If the crossing angle is gradually increased, the friction coefficient is increased at the ball end to increase the braking performance, and the impact of the ball at the ball end, the impact between the guide groove and the stepped portion of the guide can be reduced.
なお、水平移動装置又は免震装置はさらに、前後、左右どの方向に連結することも可能とする構造にできる。これを利用して例えば、図8(a),(b),(c)に示すように、水平移動装置又は免震装置を並べることができる。このようにして最小サイズの水平移動装置等(例えば450角)を最小ユニットとして構成すれば少なくとも900角以上のサイズについては任意の寸法を構成できる。例えば、450角を4ヶ集めたら900角になるからでありこの場合のとりうる寸法は450×900、900×900、これ以外の大きなサイズは連結棒の調整で任意にとれるものとなる。 In addition, the horizontal movement device or the seismic isolation device can be further configured to be connectable in any direction, front and rear, and right and left. By utilizing this, for example, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, horizontal movement devices or seismic isolation devices can be arranged. In this way, if a horizontal moving device of the minimum size or the like (for example, 450 squares) is configured as the minimum unit, an arbitrary dimension can be configured for a size of at least 900 squares or more. For example, if four 450 squares are collected, it becomes 900 squares. In this case, possible dimensions are 450 × 900 and 900 × 900, and other large sizes can be arbitrarily taken by adjusting the connecting rods.
2c、3c 中央部
6 転動体(ボール)
30 第一の水平移動ユニット
31 第一の水平移動部品
32、42 上プレート
33、43 下プレート
34、44 ボール溝
36、46 連結棒
40 第二の水平移動ユニット
41 第二の水平移動部品
100、101 水平移動部品又は免震部品
θ 交差角
2c,
30 First horizontal moving
Claims (6)
6. The method for assembling a horizontal movement device or a seismic isolation device according to claim 5, wherein the reference length is 450 mm, and the equal dimension is 150 mm.
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