JP2011169409A - キャスター付き機器及び回転慣性付加装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相対変位を好適に抑制できるキャスター付き機器を提供する。
【解決手段】キャスター付き機器１は、機器本体３と、機器本体３を載置面１０３に対して移動可能に支持するキャスター５と、機器本体３と壁部１０５とを連結し、第２関節部１１Ｂにおける回転により機器本体３の壁部１０５に対する移動を許容可能な第２アーム９Ｂと、第２アーム９Ｂの回転を増速して伝達する増速装置２７と、増速された回転が伝達されることにより回転する回転質量体２９とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャスター付き機器及び回転慣性付加装置に関する。

支持構造物に対して水平方向に移動可能に免震対象物を支持する免震装置が知られている（例えば特許文献１）。免震装置が設けられることにより、支持構造物の振動が免震対象物へ伝達されることが抑制され、ひいては、免震対象物に大きな加速度が加えられることが抑制される。

特許文献１では、免震対象物と支持構造物とを２本のアームにより連結し、２本のアームの相対回転をベルト機構又は歯車機構により増速して回転質量体に伝達する技術も開示している。この技術では、２本のアームの相対変位が抑制され、ひいては、免震対象物の支持構造物に対する変位が抑制される。

特開平１１−３４４０７３号公報

キャスター付き機器は、床面などの載置面に対して移動可能であるので、地震が生じたときは、免震対象物と同様に動作する。すなわち、キャスターの車輪が載置面を転がることにより、キャスター付き機器は、載置面に移動不可能に載置された他の機器やキャスター付き機器が配置された部屋の壁などに対して相対移動する。しかし、そのような視点でキャスター付き機器の相対変位を好適に抑制する技術についての検討は殆どなされていない。

本発明の目的は、相対変位を好適に抑制できるキャスター付き機器及び回転慣性付加装置を提供することにある。

本発明のキャスター付き機器は、機器本体と、前記機器本体を載置面に対して移動可能に支持するキャスターと、前記機器本体と非免震対象物とを連結し、関節部における回転により前記機器本体の前記非免震対象物に対する移動を許容可能なアームと、前記アームの回転を増速して伝達する増速装置と、増速された回転が伝達されることにより回転する回転質量体と、を有する。

好適には、前記増速装置及び前記回転質量体は、前記関節部に設けられている。

好適には、前記アームの回転の加速度が相対的に高いときに、相対的に低いときよりも、前記アームの回転の前記回転質量体への伝達率を低くする伝達率調整部を更に有する。

好適には、前記伝達率調整部は、前記アームの回転が伝達されて回転する第１スライダと、前記第１スライダと摺動可能であるとともに、前記第１スライダとの間の摩擦力により前記第１スライダの回転が伝達されて回転し、その回転が前記回転質量体へ伝達される第２スライダと、を有する。

好適には、前記第１スライダ及び前記第２スライダは、前記機器本体において前記機器本体の水平設計震度よりも小さい振動が生じているときに摺動可能である。

好適には、前記伝達率調整部は、前記アームの回転が伝達されて回転する第１スライダと、前記第１スライダの回転が伝達されて回転し、その回転が前記回転質量体へ伝達される第２スライダと、所定面を転がることにより、前記第１スライダと前記第２スライダとの相対回転を許容し、前記所定面を転がらないことにより、前記第１スライダと前記第２スライダとの相対回転を規制する中継回転体と、を有し、前記所定面及び前記中継回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている。

好適には、前記所定面は、第１の面ファスナーにより構成され、前記中継回転体の外周面は、前記第１の面ファスナーに着脱可能な第２の面ファスナーにより構成されている。

本発明の回転慣性付加装置は、関節部において相対回転可能に連結された２本のアームと、前記関節部に設けられ、前記２本のアームの相対回転を増速して伝達する伝達装置と、前記関節部に設けられ、増速された相対回転が伝達されることにより回転する回転質量体と、を有する。

本発明によれば、キャスター付き機器などの免震対象物の相対変位を好適に抑制できる。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係るキャスター付き機器を示す模式図。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は図１のキャスター付き機器の回転慣性付加装置を示す図。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は図２の回転慣性付加装置の一部拡大図。 図２の回転慣性付加装置の導入例を示す図。 図５（ａ）は第２の実施形態に係る回転慣性付加装置の伝達率調整部を示す断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図。 伝達率調整部の効果を説明する図。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は伝達率調整部の変形例を示す図。

以下、図面を参照して各種の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態と同一又は類似する構成については、既に説明された実施形態と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。

符号は、同一又は類似する構成のものについて、「第１アーム９Ａ、第２アーム９Ｂ」などのように、同一の数字の符号と、互いに異なる大文字のアルファベットの付加符号とが組み合わされたものが使用されることがある。また、この場合において、単に「アーム９」というなど、名称の頭の番号、及び、上記の付加符号を省略することがあるものとする。

＜第１の実施形態＞
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るキャスター付き機器１を示す模式図である。

キャスター付き機器１は、例えば、医療用機器、椅子、台車、棚である。図１では医療用機器を模式的に示している。キャスター付き機器１は、機器本体３と、機器本体３を支持するキャスター５と、キャスター付き機器１の変位を抑制する回転慣性付加装置７とを有している。

機器本体３は、キャスター５に支持されるものであり、種々の部材や装置とされてよい。キャスター５は、特に図示しないが、車輪、車輪を軸支するシャフト、シャフトを支持するフォーク、フォークと機器本体３とを固定する取付部などを有している。キャスターは、車輪が鉛直軸回りに回転可能な旋回キャスターであってもよいし、車輪が鉛直軸回りに回転不可能な固定キャスターであってもよい。

機器本体３は、キャスター５により、載置面１０３に対して載置面１０３に沿う方向（水平方向）に移動可能に支持される。載置面１０３は、例えば、支持構造物１０１の床面である。支持構造物１０１は、例えば、ビルや家屋等の建築物である。

回転慣性付加装置７は、キャスター付き機器１と支持構造物１０１とを連結する第１アーム９Ａ及び第２アーム９Ｂを有している。２本のアーム９は、端部同士が回転軸ＲＡ（図２参照）回りに相対回転可能に連結され、その連結部分は第２関節部１１Ｂを構成している。回転軸ＲＡは、例えば、水平方向に延びている。ただし、回転軸ＲＡは、鉛直方向などに延びていてもよい。

２本のアーム９は、キャスター付き機器１又は支持構造物１０１に対して、回転軸ＲＡと平行な回転軸回りに回転可能に連結される。具体的には、第１アーム９Ａの第２関節部１１Ｂとは反対側の端部は、支持構造物１０１の壁部１０５に対して回転軸ＲＡに平行な回転軸回りに回転可能に連結され、その連結部分は第１関節部１１Ａを構成している。また、第２アーム９Ｂの第２関節部１１Ｂとは反対側の端部は、機器本体３に対して回転軸ＲＡに平行な回転軸回りに回転可能に連結され、その連結部分は第３関節部１１Ｃを構成している。

なお、第１関節部１１Ａ及び第３関節部１１Ｃは、回転軸ＲＡに平行な回転軸回りにのみ回転可能であってもよいし、自在継手のように任意の回転軸回りに回転可能であってもよい。

キャスター５の車輪が載置面１０３を転がることにより、機器本体３が壁部１０５に対して近接又は離間すると、２本のアーム９は、第２関節部１１Ｂにおける相対回転により、屈曲又は伸長する。すなわち、２本のアーム９は、機器本体３の載置面１０３に沿う方向の移動を許容する。

図２（ａ）は、回転慣性付加装置７を回転軸ＲＡに直交する方向に見た図である。図２（ｂ）は、回転慣性付加装置７を回転軸ＲＡ方向に見た、一部を透視して示す図である。

回転慣性付加装置７は、第２関節部１１Ｂにおいて、２本のアーム９の相対回転を回転慣性の回転運動に変換する回転装置１５と、２本のアーム９の相対回転の回転慣性への伝達率を変化させる伝達率調整部１７とを有している。

図３（ａ）は、第２関節部１１Ｂを回転軸ＲＡに直交する方向に見た、一部を透視して示す図である。図３（ｂ）は、回転装置１５を回転軸ＲＡ方向に見た透視図である。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、概念的なものであり、歯車の歯数や歯の大きさは精緻なものではない。

２本のアーム９は、これらに挿通されたシャフト１９により互いに相対回転可能に連結されている。シャフト１９は、２本のアーム９に対して相対回転可能である。シャフト１９の両端には、シャフト１９のアーム９からの抜けを防止する係止部材２１が設けられている。係止部材２１は、シャフト１９及びアーム９の少なくとも一方と回転軸ＲＡ回りに相対回転可能である。シャフト１９、アーム９、及び、係止部材２１の間には、ボールベアリングや潤滑剤が適宜に配置されてよい。

伝達率調整部１７は、例えば、全体として概ね円柱状に形成されている。伝達率調整部１７は、第２アーム９Ｂの回転が伝達される第１スライダ２３Ａと、第１スライダ２３Ａの回転が伝達され、その回転を回転装置１５に入力する第２スライダ２３Ｂとを有している。

スライダ２３は、例えば、金属や樹脂などの適宜な材料により形成され、また、回転軸ＲＡを中心とする円盤状に形成されている。第１スライダ２３Ａは、第２アーム９Ｂに固定されており、第２アーム９Ｂと一体的に回転軸ＲＡ回りに回転する。２つのスライダ２３の対向面は、互いに摺動可能に構成されている。第１スライダ２３Ａの回転は、摩擦力を介して第２スライダ２３Ｂに伝達される。

２つのスライダ間において生じる最大摩擦力若しくは運動摩擦力は、２つのスライダ２３の摩擦面における垂直荷重と、摩擦面における摩擦係数とにより決定される。

摩擦面における垂直荷重は、例えば、係止部材２１がアーム９を回転軸ＲＡ方向において係止する係止力（圧縮力）により決定される。なお、係止部材２１は、シャフト１９に対する軸方向の位置調整などにより、２つのスライダ２３の摩擦面における垂直荷重を調整可能に構成されていてもよい。

２つのスライダ２３の間の摩擦係数は、例えば、比較的低く設定される。例えば、静摩擦係数は、０．３以下であり、好ましくは、０．２程度である。２つのスライダ２３の間には、摩擦係数を適宜な値とするために、潤滑剤などが適宜に配置されてもよい。また、２つのスライダ２３の間に塵などが侵入しないように、適宜なカバー部材により、２つのスライダ２３は覆われてよい。

第１スライダ２３Ａの回転の加速度が小さいときには、第１スライダ２３Ａと第２スライダ２３Ｂとは摺動せず、一体的に回転する。すなわち、第１スライダ２３Ａの回転は、静止摩擦力により第２スライダ２３Ｂに伝達される。このとき、第１スライダ２３Ａから第２スライダ２３Ｂへの回転の伝達率（＝第２スライダ２３Ｂの回転数／第１スライダ２３Ａの回転数）は１である。

一方、第１スライダ２３Ａの回転の加速度が大きいときには、第１スライダ２３Ａと第２スライダ２３Ｂとは摺動し、第２スライダ２３Ｂは、第１スライダ２３Ａよりも低速で回転する。すなわち、第１スライダ２３Ａの回転は、動摩擦力により第２スライダ２３Ｂに伝達される。このとき、第１スライダ２３Ａから第２スライダ２３Ｂへの回転の伝達率は１未満である。なお、動摩擦力は速度や加速度によらず概ね一定であるから、第１スライダ２３Ａの速度が大きくなるほど、伝達率は低下する。

回転装置１５は、第２スライダ２３Ｂに固定され、第２スライダ２３Ｂとともに回転軸ＲＡ回りに回転可能な回転筐体２５と、回転筐体２５の回転を増速する増速装置２７と、増速装置２７により増速された回転が伝達される回転質量体２９とを有している。

回転筐体２５は、例えば、回転軸ＲＡを軸とする概ね筒状に形成されている。回転筐体２５は、２本のアーム９に対して回転軸ＲＡ回りに回転可能に軸支されている。例えば、回転装置１５は、シャフト１９が回転筐体２５に回転可能に挿通されることにより、回転軸ＲＡ回りに回転可能となっている。また、回転筐体２５は、図２（ａ）に示すように、第１アーム９Ａに固定された下板３１にベアリング３９を介して支持されており、２つのアーム９の間の回転軸ＲＡ方向の圧縮荷重を支持可能である。

増速装置２７は、例えば、歯車機構により構成され、回転筐体２５に収容されている。歯車機構は、下板３１と、下板３１に立設された柱部材３３により支持された上板３５との間に配置されている。

増速装置２７は、回転筐体２５の外周面部の内側面に形成された入力ギヤ部２５ａ（図３（ｂ））と、入力ギヤ部２５ａに噛合する第１ギヤ４１と、第１ギヤ４１と噛合する小径ギヤ４３ａ及び小径ギヤ４３ａよりも大径の大径ギヤ４３ｂを有する第２ギヤ４３と、第２ギヤ４３の大径ギヤ４３ｂと噛合する第３ギヤ４５とを有している。

第１ギヤ４１及び第２ギヤ４３は、それぞれ、下板３１及び上板３５に支持された軸部材を介して２本のアーム９に対して回転軸ＲＡに平行な回転軸回りに回転可能に支持されている。第３ギヤ４５は、シャフト１９に固定されている。シャフト１９には、回転質量体２９が固定されている。従って、回転筐体２５の回転は、入力ギヤ部２５ａ、第１ギヤ４１及び第２ギヤ４３を介して第３ギヤ４５に伝達され、回転質量体２９は第３ギヤ４５とともに一体的に回転する。

第１ギヤ４１の歯数は、入力ギヤ部２５ａの歯数よりも少なく、第１ギヤ４１は回転筐体２５よりも高速で回転する。第２ギヤ４３の小径ギヤ４３ａの歯数は、第１ギヤ４１の歯数よりも少なく、第２ギヤ４３は第１ギヤ４１よりも高速で回転する。第３ギヤ４５の歯数は、第２ギヤの大径ギヤ４３ｂの歯数よりも少なく、第３ギヤ４５は第２ギヤ４３よりも高速で回転する。従って、増速装置２７により回転筐体２５の回転が増速されて回転質量体２９に伝達される。

回転質量体２９は、回転筐体２５に収容されている。具体的には、回転質量体２９は、回転筐体２５の上方側の端面と、上板３５との間に配置されている。回転質量体２９は、シャフト１９に固定されることにより、２本のアーム９に対して軸支されている。回転質量体２９は、例えば、増速装置２７に含まれるギヤよりも回転慣性が大きくなるように、金属等の密度の高い材質により形成されるとともに、外径が大きく設定されている。

伝達率調整部１７及び回転装置１５の動作を説明する。

上述のように、機器本体３が水平方向に移動すると、２本のアーム９は回転軸ＲＡ回りに相対回転する。これにより、第１スライダ２３Ａは第２アーム９Ｂとともに回転する。なお、第１スライダ２３Ａの回転の加速度は、機器本体３の支持構造物１０１に対する振動の加速度に比例する。

第１スライダ２３Ａの回転の加速度が小さい場合、第１スライダ２３Ａと第２スライダ２３Ｂとは相対回転せず、第１スライダ２３Ａの回転は、全て第２スライダ２３Ｂに伝達される。そして、第２スライダ２３Ｂの回転は、増速装置２７を介して回転質量体２９に伝達される。その結果、振動の一部は回転質量体２９の運動エネルギーに変換され、機器本体３の支持構造物１０１に対する変位が抑制される。

回転の伝達に際しては、増速装置２７により増速がなされることから、機器本体３の変位を効率的に回転質量体２９の運動エネルギーに変換することができる。その結果、比較的小型の回転質量体２９により十分な変位抑制効果を得ることが可能となる。

一方、第１スライダ２３Ａの回転の加速度が大きい場合、第１スライダ２３Ａと第２スライダ２３Ｂとは相対回転する。すなわち、第１スライダ２３Ａと第２スライダ２３Ｂとが一体的に回転する場合に比較して、機器本体３の支持構造物１０１に対する変位抑制効果が低減される。その結果、機器本体３に大きな加速度が加えられることが抑制される。また、第１スライダ２３Ａの回転エネルギーの少なくとも一部は、摩擦抵抗により消費される。

このように、回転慣性付加装置７は、加速度に応じて、相対変位抑制効果が期待される状態と、加速度の抑制効果が期待される状態とを切り換えつつ、好適に機器本体３の変位を抑制する。

振動終了後、機器本体３は、支持構造物１０１に対して、振動前の位置（原点）からずれた位置において停止し得る。すなわち、残留変位が生じ得る。そこで、機器本体３に力を加えて、機器本体３を原点に復帰させる。

このとき、回転慣性付加装置７は、機器本体３が支持構造物１０１に対して振動しているときと同様に動作する。ただし、機器本体３には、静的荷重が加えられるから、回転慣性付加装置７は、加速度が低い振動が生じているときと同様に動作する。

すなわち、２つのスライダ２３は相対回転せず、機器本体３の支持構造物１０１に対する移動は、回転質量体２９の回転に変換される。低い加速度で回転されるときの回転質量体２９の生じる抵抗は小さいことから、小さい荷重で機器本体３は原点に復帰される。

図４は、上記の回転慣性付加装置７の導入例を示している。

支持構造物１０１においては、例えば、患者が横臥するベッドを機器本体３とするキャスター付き機器５１が配置され、その周囲に、上述のキャスター付き機器１、及び、これとは別の医療用機器としてのキャスター付き機器５３が配置されている。

キャスター付き機器５１は、例えば、不図示の回転慣性付加装置７により支持構造物１０１の壁部１０５と連結されている。なお、回転慣性付加装置７は、ベッド基礎とベッド上部との間において複数個設置されるなどしてもよい。

キャスター付き機器５３は、例えば、キャスター付き機器１よりも背が高い機器本体３を有している。そして、キャスター付き機器５３は、床（載置面１０３）に連結される回転慣性付加装置７と、天井１０７に連結される回転慣性付加装置７とを有している。このような回転慣性付加装置７の配置によっても、上述した変位抑制等の効果が得られる。

図４において例示したように、回転慣性付加装置７は、医療現場において好適に利用可能である。特に、人工透析を行う医療現場など、患者が長時間に亘って医療用機器に隣接してベッドに横臥する必要があり、患者が地震に遭遇することに対する強い恐怖心を抱く医療現場において有効である。また、人工透析用の医療機器など、チューブが接続されている医療機器においては、変位が大きくなることによるチューブの破損が抑制される。

＜第２の実施形態＞
図５（ａ）は、第２の実施形態に係る回転慣性付加装置の伝達率調整部２１７を示す断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。

伝達率調整部２１７は、第１の実施形態と同様に、第２アーム９Ｂ（図５では不図示）に固定され、第２アーム９Ｂとともに回転軸ＲＡ回りに回転する第１スライダ２２３と、回転筐体２５（図５では不図示）に固定され、回転筐体２５とともに回転軸ＲＡ回りに回転する第２スライダ２２４とを有している。

第１スライダ２２３及び第２スライダ２２４は、第１の実施形態と同様に、回転の加速度が大きいときには互いに相対回転し、回転の加速度が小さいときには一体的に回転するように構成されている。具体的には、以下のとおりである。

第１スライダ２２３は、第２スライダ２２４側に突出する突部２２３ａを有している。突部２２３ａは、回転軸ＲＡと同軸であり、また、突部２２３ａの平面形状（回転軸ＲＡ方向に見た形状）は、円形である。

一方、第２スライダ２２４は、突部２２３ａが収容される凹部２２４ａを有している。凹部２２４ａ内においては、突部２２３ａの周囲において第１スライダ２２３側へ突出する軸部２２４ｂと、軸部２２４ｂに軸支された複数の車輪２５１が設けられている。複数の車輪２５１の外周面は、突部２２３ａの外周面２２３ｂに当接している。

従って、第１スライダ２２３と、第２スライダ２２４とは、複数の車輪２５１が突部２２３ａの外周面２２３ｂを転がることにより、回転軸ＲＡ回りに相対回転可能である。逆に、複数の車輪２５１が突部２２３ａの外周面２２３ｂを転がらないときは、第１スライダ２２３と、第２スライダ２２４との相対回転は規制される。

車輪２５１の外周面は、第１の面ファスナー２５３により構成されている。突部２２３ａの外周面２２３ｂは、第２の面ファスナー２５５により構成されている。第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５は、互いに着脱可能なものである。

特に図示しないが、第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５の一方は、複数のフックを有し、他方は、複数のループを有している。複数のフックと複数のループとが係合することにより、第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５は互いに固定される。そして、第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５を引き剥がすときには、複数のフックと複数のループとの係合解除に複数のフックの変形を要し、その結果、剥離抵抗（面ファスナーの引き剥がしに対する抵抗力）が生じる。

フックは、例えば、樹脂により形成されている。ループは、例えば、繊維により形成されている。フック及びループの径は、一般的な面ファスナーと同程度でもよいし、それよりも大きくてもよい。

第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５は、例えば、シート状（テープ状）部材であり、接着剤、接着剤が塗布された布、ネジ、又は、係合部材などの適宜な固定手段により、車輪２５１の外周面や突部２２３ａの外周面に貼り付けられている。

車輪２５１が突部２２３ａの外周面２２３ｂを転がると、第１の面ファスナー２５３と第２の面ファスナー２５５との引き剥がしが生じ、剥離抵抗が生じる。その結果、車輪２５１の転がりに対する抵抗力（剥離摩擦抵抗）が生じる。

以上の伝達率調整部２１７の構成によれば、第１スライダ２２３に伝達される回転の加速度が小さいときには、第１の面ファスナー２５３及び第２の面ファスナー２５５の剥離摩擦抵抗により、複数の車輪２５１の突部２２３ａの外周面２２３ｂに対する転がりが規制される。その結果、第１スライダ２２３及び第２スライダ２２４は、相対回転が規制され、一体的に回転する。

一方、第１スライダ２２３に伝達される回転の加速度が大きいときには、複数の車輪２５１は突部２２３ａの外周面２２３ｂを転がる。その結果、第１スライダ２２３及び第２スライダ２２４は相対回転する。すなわち、第１スライダ２２３から第２スライダ２２４への回転の伝達率は低下する。なお、第１スライダ２２３及び第２スライダ２２４が相対回転しているときにも、剥離摩擦抵抗により、第１スライダ２２３から第２スライダ２２４へ回転は伝達され、第２スライダ２２４は回転する。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に好適に変位を抑制することができる。さらに、第２の実施形態は、剥離摩擦抵抗を利用することから、第１の実施形態のように通常の摩擦抵抗を利用する場合に比較して、より好適に変位を抑制することができる。具体的には、以下のとおりである。

図６は、伝達率調整部１７及び２１７の効果を説明する図である。横軸は振動の加速度、縦軸は第１スライダ（２３Ａ，２２３）と第２スライダ（２３Ｂ、２２４）との間で伝達される力を示している。実線Ｌ１は、第２の実施形態における力の変化を示している。実線Ｌ２は、第１の実施形態における力の変化を示している。

第１の実施形態のように、通常の摩擦抵抗により力の伝達を行った場合、加速度が小さいときは、力の伝達は静止摩擦力によりなされる。この間、振動の加速度が上昇するにつれ、伝達される力は徐々に上昇する。加速度が大きく、荷重が最大摩擦力を超えると（加速度ａ１）、力の伝達は動摩擦力により行われる。そして、伝達される力は最大摩擦力よりも低下するとともに、加速度の変化によらず、概ね一定の値となる。

従って、通常の摩擦抵抗により力の伝達を行った場合、静止摩擦力から動摩擦力に切り換えられるときに、機器本体３に衝撃が加えられるおそれがある。また、以下に述べるように、エネルギーの消費効率が低い。第１スライダ２３Ａと第２スライダ２３Ｂとの間で伝達される力の最大値は、機器本体３の水平設計震度（後述）に応じて設定される。そして、伝達率調整部１７は、最大摩擦力が、その最大値を超えないように構成される。従って、加速度ａ１以上の加速度のときに、摩擦力により消費されるエネルギーは、上記の最大値に対して小さい動摩擦力によるものであり、エネルギーの消費効率が低い。さらに、通常の摩擦抵抗は、摩擦面における垂直荷重によって大きさが変動することから、設計を複雑化させる。

一方、第２の実施形態のように、剥離摩擦抵抗により力の伝達を行った場合は、伝達される力は、振動の加速度が上昇するにつれ大きくなる。そして、加速度が大きいときは、伝達される力は、概ね一定の値になる。従って、上述した通常の摩擦抵抗を利用する場合に比較して、滑らかに変位抑制が期待される状態と加速度抑制が期待される状態との遷移が行われ、且つ、加速度抑制が期待される状態への遷移後の、剥離摩擦抵抗によるエネルギーの消費効率もよい。また、剥離摩擦抵抗は、剥離面における垂直荷重の影響を殆ど受けないことから、設計が容易化される。

なお、第２の実施形態において、突部２２３ａの外周面２２３ｂは本発明の所定面の一例であり、車輪２５１は本発明の中継回転体の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

本発明の回転慣性付加装置は、キャスター付き機器の変位抑制に好適に利用可能であるが、一般的な免震対象物に対しても好適に利用可能である。例えば、回転慣性付加装置は、支持構造物（非免震対象物）に対して、転がり支承やすべり支承などの免震を目的とした支承により支持された免震対象物の変位を抑制することに利用されてもよい。免震対象物は、基盤（非免震対象物、支持構造物）に支持された建築物であってもよいし、建築物（非免震対象物、支持構造物）に支持された家具であってもよい。

回転装置（増速装置及び回転質量体）や伝達率調整部の構成は、実施形態において例示したものに限定されない。例えば、ベルト機構により増速装置が構成されてもよいし、アーム全体に亘る大きさの増速装置が設けられてもよい。

回転装置や伝達率調整部が関節部に設けられる場合、その関節部は、アーム間の関節部（実施形態では第２関節部１１Ｂ）に限定されない。例えば、実施形態において、回転装置等は、第１関節部１１Ａに設けられ、第１アーム９Ａの支持構造物１０１に対する回転が入力されてもよいし、第３関節部１１Ｃに設けられ、第２アーム９Ｂの機器本体３に対する回転が入力されてもよい。また、回転装置は、２以上の関節部それぞれにおいて設けられてもよい。

なお、本願において、回転装置等が関節部に設けられているとは、回転装置等がアームの中央（２つの関節部の中央）よりも、一方の関節部側に設けられており、一方の関節部側からアームの中央を超えて他方の関節部側へ跨って設けられていないことをいうものとする。

アームは、２本に限定されない。例えば、１本のアームにより、免震対象物と非免震対象物とを連結してもよい。この場合、アームは、揺動することにより免震対象物の移動を許容する。また、３本以上のアームが連結されて、免震対象物と非免震対象物とを連結してもよい。

当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮する回転体の外周面及び所定面は、面ファスナーにより構成されるものに限定されない。

例えば、図７（ａ）に示すように、回転体３０１の外周面に粘着性が付与され、所定面３０３は適宜な部材の凹凸のない表面により構成されてもよい。この場合、粘着により抵抗力が生じる。なお、粘着性は、外周面に接着剤３０５が塗布されたり、粘着性の材料によりタイヤが形成されることにより付与される。

また、例えば、図７（ｂ）に示すように、回転体３１１の外周面に複数の吸盤３１５が設けられ、所定面３１３は適宜な部材の凹凸のない表面により構成されてもよい。この場合、吸盤３１５の所定面３１３に対する吸着により抵抗力が生じる。

また、例えば、図７（ｃ）に示すように、回転体３２１の外周面及び所定面３２３の一方に複数の突部３２５が設けられ、他方に突部３２５が嵌合する凹部３２７が設けられてもよい。この場合、突部３２５が凹部３２７から引き抜かれるときに、突部３２５と凹部３２７との隙間が一時的に真空となり、抵抗力が生じる。

面ファスナーは、互いに係合可能な複数の係合部（フック）及び被係合部（ループ）が設けられることにより着脱可能であればよく、実施形態に例示したものに限定されない。例えば、面ファスナーは、マッシュルーム型の係合部が用いられるものであってもよい。また、第１の面ファスナー及び第２の面ファスナーの少なくとも一方は、係合部及び被係合部の双方が設けられるものであってもよい。

また、所定面を転がることにより、第１スライダと第２スライダとの相対回転を許容する中継回転体は、車輪に限定されず、球体であってもよい。例えば、第２の実施形態において、突部２２３ａと凹部２２４ａの間に、軸支されていない球体が配置されてもよい。

伝達率調整部における摩擦抵抗若しくは剥離摩擦抵抗の大きさは、適宜に設定されてよい。例えば、以下のように設定されてよい。一般に、免震対象物（ビル、住宅、ＰＣラック、医療機器など）は、適宜に水平設計震度（設計水平震度）が設定され、その水平設計震度に耐えうる強度となるように設計される。水平設計震度は、免震対象物の自重（重力加速度）に対する水平荷重（水平方向の加速度）の比で表わされ、例えば、自重相当の水平荷重は１で表わされる。水平設計震度は、免震対象物の種類、免震対象物が設置される地域などの種々の事情を考慮して設定され、一般には、０．２〜０．４である。

ここで、免震対象物の加速度を抑制する効果が期待される状態は、少なくとも、免震対象物において水平設計震度以上の振動が生じているときには生じていることが好ましい。そこで、摩擦抵抗若しくは剥離摩擦抵抗は、免震対象物において水平設計震度よりも小さい振動が生じているときに、第１スライダ及び第２スライダが相対回転するように設定されてよい。

第１の実施形態のように摩擦抵抗を利用する場合において、２つのスライダは、互いに同軸状に配置され、回転軸方向において対向する面を摩擦面とするものに限定されない。例えば、２つのスライダは、シャフト、及び、当該シャフトが挿通されるギアであってもよい。

１…キャスター付き機器、３…機器本体、５…キャスター、９Ｂ…第２アーム、１１Ｂ…第２関節部、２７…増速装置、２９…回転質量体、１０３…載置面、１０５…壁部（非免震対象物）。

Claims (8)

1. 機器本体と、
   前記機器本体を載置面に対して移動可能に支持するキャスターと、
   前記機器本体と非免震対象物とを連結し、関節部における回転により前記機器本体の前記非免震対象物に対する移動を許容可能なアームと、
   前記アームの回転を増速して伝達する増速装置と、
   増速された回転が伝達されることにより回転する回転質量体と、
   を有するキャスター付き機器。
2. 前記増速装置及び前記回転質量体は、前記関節部に設けられている
   請求項１に記載のキャスター付き機器。
3. 前記アームの回転の加速度が相対的に高いときに、相対的に低いときよりも、前記アームの回転の前記回転質量体への伝達率を低くする伝達率調整部を更に有する
   請求項１又は２に記載のキャスター付き機器。
4. 前記伝達率調整部は、
   前記アームの回転が伝達されて回転する第１スライダと、
   前記第１スライダと摺動可能であるとともに、前記第１スライダとの間の摩擦力により前記第１スライダの回転が伝達されて回転し、その回転が前記回転質量体へ伝達される第２スライダと、
   を有する請求項３に記載のキャスター付き機器。
5. 前記第１スライダ及び前記第２スライダは、前記機器本体において前記機器本体の水平設計震度よりも小さい振動が生じているときに摺動可能である
   請求項４に記載のキャスター付き機器。
6. 前記伝達率調整部は、
   前記アームの回転が伝達されて回転する第１スライダと、
   前記第１スライダの回転が伝達されて回転し、その回転が前記回転質量体へ伝達される第２スライダと、
   所定面を転がることにより、前記第１スライダと前記第２スライダとの相対回転を許容し、前記所定面を転がらないことにより、前記第１スライダと前記第２スライダとの相対回転を規制する中継回転体と、
   を有し、
   前記所定面及び前記中継回転体の外周面は、当接状態から離間状態への移行に対する抵抗力を発揮可能に構成されている
   請求項３に記載のキャスター付き機器。
7. 前記所定面は、第１の面ファスナーにより構成され、
   前記中継回転体の外周面は、前記第１の面ファスナーに着脱可能な第２の面ファスナーにより構成されている
   請求項６に記載のキャスター付き機器。
8. 関節部において相対回転可能に連結された２本のアームと、
   前記関節部に設けられ、前記２本のアームの相対回転を増速して伝達する伝達装置と、
   前記関節部に設けられ、増速された相対回転が伝達されることにより回転する回転質量体と、
   を有する回転慣性付加装置。

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