JP4314446B2

JP4314446B2 - Base

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Publication number: JP4314446B2
Application number: JP28029698A
Authority: JP
Inventors: 薫玉地; 忠夫佐治; 嶽中村
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: JP2000110990A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物等の重量物を支承し、転動体を介して自由な方向に水平移動可能な支承体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ等の重量物を取り付けた床面全体を任意の水平方向に移動自在に支承する支承体として、例えば、実公平３−２９６７４号公報に開示された支承体がある。この支承体は、床板の下面に固設される外筺体と、この外筺体内に位置し外筺体に一体的に懸吊支持され下面が平坦な支持面とされた円盤状の支承部材と、これらの外筺体と支承部材との間に設けられる多数の小球とを備え、外筺体の側部内面は、円弧状凹曲面に形成されてそれより上部の内周面に連なり、支承部材の外周部は、外筺体の内周面と相似する凸曲面を有し、その上部内周面にかけて小球が１列で通過し得る小球収容空間を形成し、この収容空間は、外周部下端が環状に開口する開口部を有し、小球収容空間の上部を空にしてそれより下位の小球収容空間および支承部材の下面と基礎面等との間の全域に小球が隙間なく配置された構成としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の支承体によれば、転動体としての小球が外筺体と支承部材との間の小球収容空間の隙間を１列で循環転動する構造であるために、小球収容空間の隙間の精度が要求され、支承体のコストが高くなる。また、小球が支承部材の下面に隙間なく配置されているために、水平移動の際に小球がロック現象や、滑り現象を生じ、小球の転がりが阻害される虞があり、水平移動を良好に可能にすることができない。また、支持脚を支える重量物が直結されているため、支持脚が上下振動を直接受けこの衝撃で支承体又は小球が破損したり、小球が飛び出す虞がある。また、支える重量物の動きが複雑な場合又は、支承体の取り付け高さが高い場合には支持脚が固定されていると小球の負荷バランスが崩れて支承体の動きが悪くなる。更に、小球は、通常のベアリングボールが使用されているために長期の使用期間中に錆び等が発生して転がりが悪くなる等の多くの問題がある。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、転動体のロック現象や滑り現象等を防止し、常に良好な転動を可能とした支承体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、請求項１では、基盤の上面に構造物を支持する支持脚と、前記支持脚の外側に設けられた外殻と、全体の充填率が９６％以下で、且つ前記支持脚の下面と前記基盤の上面との間に７０〜９８％の充填率で介在されて前記支持脚を支持すると共に、前記支持脚と基盤との相対移動に応じて転動し、前記支持脚を支持する第１の転動体および前記第１の転動体より小径の第２の転動体を混合して成り、前記第２の転動体の混合比率が５〜２５％である球状の転動体と、前記支持脚の外面と前記外殻の内面との間に形成されて前記転動体を収納すると共に、前記支持脚と基盤との相対移動に伴い転動する転動体を前記相対移動に応じて移動させて前記支持脚の下面と基盤の上面との間に供給し、且つ前記支持脚の外面と前記外殻の内面との間に、前記転動体が複列で移動可能な隙間を有している転動体収納空間とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
支承体は、構造物の荷重を転動体を介して基盤の上面に伝達している。基盤が例えば、地震により水平移動した場合、支持脚の下面と基盤の上面との間に介在されている各転動体が転動しながら移動する。これにより、支承体は、前記基板の水平移動に対して前記構造物を略静止状態に保持する。支承体は、転動体の全体の充填率が９６％以下で、且つ支持脚の下面と前記基盤の上面との間に介在されて前記支持脚を支持する転動体の充填率を７０〜９８％とすることで、転動体の転動時における隣り合う転動同士の摩擦に起因するロック現象や、滑り現象が防止される。
【０００７】
請求項２では、前記支持脚は、略円錐台形をなす支持部と、前記支持部の頂部に一体形成された軸部とから成り、前記支持部の傾斜面の長さと下面の直径との比が0.4以上であることを特徴とする。
支持脚の傾斜面の長さと下面の直径との比を0.4以上に設定すると、転動体の傾斜面上の移動方向の幅が広くなり、ロック現象を起こすことなく円滑に移動可能となる。
【０００８】
転動体を、支持脚を支持する第１の転動体と、この第１の転動体よりも小径の第２の転動体を、それが５〜２５％の混合比率となるように混合することで、支持脚の下面と前記基盤の上面との間に介在されて前記支持脚を支持する第１の転動体の充填率を７０〜９８％の任意の値に設定することができる。
転動体収納空間の隙間を転動体が複列で移動可能な大きさとすることで、転動体は、転動体収納空間内でロック現象を起こすことなくを極めて良好に移動可能となる。
【０００９】
請求項３では、前記転動体は、防錆および潤滑の表面処理が施されていることを特徴とする。
転動体は、防錆および潤滑の表面処理により支承体の長期間に亘る使用において、良好な転動状態を保持され、転動体がロックされ滑るという現象が防止される。また、転動体は、転動体移動空間を良好に移動することが可能となる。
【００１１】
請求項４では、前記支承体は、上部に前記構造物を弾性的に支持する支持手段が設けられていることを特徴とする。
支承体は、上下方向の振動を受けた場合に、支持手段により振動を吸収すると共に基盤に押し付けられることで、支持脚の下面と基盤の上面との間に介在されている転動体の飛び出し等が防止される。
【００１２】
請求項５では、前記支承体は、上部に前記構造物を水平面内で回転及び三次元的に自由に傾斜可能に支持する支持手段が設けられていることを特徴とする。
これにより、支承体は、上下振動及び水平移動に対して支持すべき構造物の動きに影響されることなく円滑に作動することが可能となる。
請求項６では、前記外殻は、前記転動体収納空間に開口する透明な窓が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、前記透明な窓から転動体収納空間内における転動体の転がり状態の確認、監視が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。
（実施例１）
図１は、本発明に係る支承体の第１の実施例を示す平面図、図２は、図１の矢線II−IIに沿う断面図である。図１および図２に示すように支承体１は、支持脚２と、外殻３と、支持脚２と外殻３との間に形成される転動体収納空間６と、転動体７、８等により構成されている。
【００１５】
支持脚２は、図２に示すように略円錐台形状の支持部２ａと、この支持部２ａの頂部に垂直に形成された軸２ｂとが一体に形成されている。支持部２ａは、外周面２ｃが凸曲面をなし、下面２ｄが平面とされ、上面２ｅが周縁部から上方に向かって緩やかな登り勾配の傾斜面とされている。軸２ｂの下部にはフランジ２ｆが形成され、上部にはねじ２ｇが刻設されている。そして、支持部２ａの下面２ｄは、転動体７の転動面とされる。
【００１６】
この支持脚２は、鉄部材例えば、鋳造、或いは鍛造により形成されており、支持部２ａの下面２ｄには、支承体１の長期に亘る使用において転動体７、８の円滑な転動を保持するために防錆、潤滑等の表面処理が施されている。この表面処理としては、例えば、下地処理として燐酸マンガン系化成処理皮膜を形成し、この皮膜の上に防錆、潤滑皮膜として二硫化モリブデン系有機結合固体潤滑皮膜を形成する。尚、支持部２ａの外面即ち、外周面２ｃ、上面２ｅは、必ずしも防錆や潤滑等の表面処理を施す必要はないが、支承体１の長期に亘る使用を考慮した場合には、下面２ｄと同様に防錆、潤滑等の表面処理を施すことが好ましい。
【００１７】
外殻３は、円盤状をなし、上下に分割可能な上部外殻４と下部外殻５からなる。外殻３の内面は、支持脚２の支持部２ａの外面と略相似形状の凹面をなして形成されている。即ち、上部外殻４は、内面４ａが支持部２ａの外周面２ｃの中央から上面２ｅに至る外面と相似形をなし、支持脚２に装着された状態において、前記支持部２ａの外面と所定の間隔例えば、転動体７、８が複列例えば、２列で移動可能な間隔（隙間）を存して対向可能とされ、上部４ｂの中央に支持脚２の軸２ｂが挿通する軸孔４ｃとフランジ２ｆが嵌合する穴４ｄとが同心的に設けられている。上部４ｂには、軸孔４ｃと平行に転動体７よりも大径のねじ孔４ｅが穿設され、内面４ａに開口している。この上部外殻４は、支持脚２と同様に例えば、鋳鉄等の鉄部材により形成されている。
【００１８】
尚、支承体１の長期に亘る使用を考慮した場合には、転動体７、８の移動を良好にする上で内面４ａに支持脚２と同様に防錆、潤滑等の表面処理を施すことが好ましい。
下部外殻５の内面５ａは、支持部２ａの外周面２ｃの中央から下面２ｄとの連設部に至る外面と相似形をなし、上部外殻４に固定された状態において、上部外殻４の内面４ａと同様に支持部２ａの外面と前記所定の間隔即ち、転動体７、８が複列例えば、２列で移動可能な間隔（隙間）を存して対向可能とされる。そして、上部外殻４の内面４ａと下部外殻５の内面５ａは、滑らかに連続する。この下部外殻５は、荷重が加わらないために、アクリル樹脂部材（超高分子量ポリエチレン）等の合成樹脂部材により形成されている。このように下部外殻５を合成樹脂部材により形成することで、コストの低減が図られ、且つ内面５ａに防錆、潤滑等の表面処理が不要となることで、更なるコストの低減が図られる。
【００１９】
転動体７は、支承体１を支承する負荷ボール（以下「負荷ボール７」という）とされ、例えば、ベアリング鋼、クローム鋼等により形成された小球（例えば、外径が10 mm程度）とされており、前述したような防錆、潤滑等の表面処理が施されている。負荷ボール７は、防錆、潤滑等の表面処理を必ずしも施す必要はないが、長期に亘り良好な転動性を確保する上で、防錆、潤滑等の表面処理をすることが好ましい。
【００２０】
転動体８は、スペーサボール（以下「スペーサボール８」という）とされ、負荷ボール７の充填率を調整するためのもので、負荷ボール７よりも僅かに小径（例えば、外径が9.8〜9.9 mm程度）とされている。スペーサボール８は、負荷が加わることがなく例えば、プラスチック等の合成樹脂の小球により形成されている。尚、スペーサボール８は、負荷ボール７と同様に鋼球としてもよいが、鋼球とした場合には、前記防錆、潤滑等の表面処理をすることが好ましく、コストが高くなる。一方、プラスチック等の合成樹脂部材により形成した場合には、前記表面処理が不要でありコストの大幅な低減が図られ、また、潤滑性も有しており、好ましい。
【００２１】
一方、例えば、建築構造物を構築する所定位置には支承体１を載置するための基盤１５が設置されている。この基盤１５は、上面１５ａが支承体１の負荷ボール７、スペーサボール８の転動面とされる。基盤１５は、支承体１に対する全方向への水平移動を可能とするために、所定の大きさの正方形とされている。例えば、地震等に対処するためには、一辺が約１ｍ程度の正方形とされ、中心に支承体１が配置される。この基盤１５は、耐食性を有するステンレス等が使用され、更に上面１５ａが滑らかにされており、支承体１の長期に亘る使用に対して負荷ボール７、スペーサボール８が良好に転動可能としている。
【００２２】
上部外殻は、支持脚２の上部に装着され、軸２ｂが軸孔４ｃを挿通し、フランジ２ｆが穴４ｄに嵌合して位置決め係止され、ねじ２ｇにワッシャ１１を介してナット１２が螺合されて固定される。次いで、下部外殻５が装着されボルト１３により上部外殻４に周方向に等間隔で複数箇所固定される。そして、支持脚２の支持部２ａの外面（上面２ｄ〜外周面２ｃ）と外殻３の内面（上部外殻４の内面４ａ〜下部外殻内面５ａ）との間に負荷ボール７、スペーサボール８等が上下に２列で移動可能な転動体収納空間６が形成される。この転動体収納空間６は、下端が支持脚２の支持部２ａの下面２ｄ方向に開口している。
【００２３】
基板１５の上面１５ａと下部外殻５の下面５ｂとの間隔ｄは、負荷ボール７の外径よりも可成り小さく設定されており（0.5〜１ｍｍ程度）、下部外殻５の開口端５ｃの基盤１５の上面１５ａからの高さは、スペーサボール８の中心位置よりも低い位置に設定されている。これにより、後述するように負荷ボール７、スペーサボール８が転動して循環する際にこれらのボールが迫り上がって転動体収納空間６内に移動することが可能となる。
【００２４】
尚、上部外殻４に透明な樹脂部材で形成したカバー（窓）を設けて、下部外殻５を透明の樹脂部材で形成することにより、転動体収納空間６内の負荷ボール７、スペーサボール８の転がり状態を常に確認、監視することが可能となる。また、上部外殻４、下部外殻５に負荷ボール７、スペーサボール８を交換可能な孔（窓）を設けてもよい。
【００２５】
支承体１は、基盤１５の上面１５ａの略中央位置に、支持脚２の支持面２ａの下面２ｄが上面１５ａから負荷ボール７の外径よりも僅かに広い間隔を存した状態に持ち上げられて（浮かされて）配置される。そして、上部外殻４の孔４ｅから負荷ボール７とスペーサボール８とが後述する割合で混合された状態で転動体収納空間６に供給される。支持脚２の下面２ｄが基盤１５の上面１５ａから負荷ボール７の外径よりも僅かに広い間隔を存した状態に持ち上げられていることで、転動体収納空間６に供給された負荷ボール７、スペーサボール８が支持脚２の下面２ｄと上面１５ａとの間の空間に入り込んで充填される（図２、図３）。
【００２６】
次いで、支承体１が下ろされ、支持脚２の下面２ａが負荷ボール７に当接される。また、スペーサボール８は、支持脚２の下面２ｄから僅かに離隔している。この状態において、下部外殻５の下面５ｂは、基礎面１５から前述した僅かな間隔ｄ（0.5〜１mm）を存して離隔している。これにより、支持脚２は、多数の負荷ボール７を介して基盤１５の上面１５ａの略中央位置に載置される。そして、支承体１の上部外殻４上に構造物（図示せず）を載置する。これにより、支承体１は、基盤１５上に負荷ボール７を介して前記構造物を支持する。
【００２７】
ところで、転動体を負荷ボール７と、スペーサボール８の２種類のボールの混合物とし、スペーサボール８の混合比率を例えば、５〜２５％として、支持脚２の下面２ｄと基盤１５の上面１５ａとの間に介在される負荷ボール７の充填率を７０〜９８％程度とする。これにより、支承体１が作動したときに負荷ボール７のロック現象を防止する。
【００２８】
尚、スペーサボール８の混合比を５〜２５％と低くしているのは、支承体１の作動時における循環中の負荷ボール７とスペーサボール８の入れ替わりと支承体で受ける負荷荷重をできるだけ大きくするためである。即ち、スペーサボール８の混合比率を高くすると、負荷ボール７、スペーサボール８が混合した状態で循環する際に支持脚２の下面２ｄと基盤１５の上面１５ａとの間に供給される負荷ボール７の数が少なくなることがあり得る。支持脚２の下面２ｄと基盤１５の上面１５ａとの間の負荷ボール７の数が少なくなると、これらの負荷ボール７に加わる荷重が大きくなり、耐久性、転動性が低下する。このような不具合を防止するために、スペーサボール８の混合比率を前述したように５〜２５％程度としている。
【００２９】
以下に作用を説明する。
図２において支承体１は、前記構造物の荷重を負荷ボール７を介して基盤１５の上面１５ａに伝達している。基盤１５が例えば、地震により矢印Ａ方向に水平移動した場合、支承体１の支持脚２の下面２ｄと基盤１５の上面１５ａとの間に介在されている各負荷ボール７が図３の矢印Ｂ方向に転動する。一方、これらの負荷ボール７の間に介在されているスペーサボール８は、負荷ボール７よりも僅かに小径であるために、隣り合う負荷ボール７の転動に従動して矢印Ｃ方向に回転する。これにより、隣り合う負荷ボール７のロック現象が防止される。
【００３０】
ところで、負荷ボール７とスペーサボール８は、前述した混合比率とされており、スペーサボール８は、隣り合う全ての負荷ボール７の間に介在されているわけではなく、したがって、負荷ボール７ばかりが複数個隣り合っている（寄り合っている）箇所もある。しかしながら、負荷ボール７は、潤滑の表面処理が施されていることで、互いに当接する表面が滑動してロック現象が回避される。また、負荷ボール７は、防錆の表面処理も施されていることで、長期に亘り良好に転動可能な状態に保持され、この結果、負荷ボール７のロック現象や、滑り現象が極めて良好に防止される。これに伴い、基盤１５の上面１５ａ、支持脚の下面２ｄ及び負荷ボール７にキズが付くことが防止され、良好な転動面が維持される。
【００３１】
図２および図３に示すように負荷ボール７、スペーサボール８は、基盤１５の矢印Ａ方向への水平移動に伴い転動して下部外殻５の開口端５ｃに達する。下部外殻５の開口端５ｃの基礎面１５からの高さは、スペーサボール８の中心位置よりも低い位置に設定されていることで、負荷ボール７およびスペーサボール８は、移動方向と対向する側の開口端５ｃに順次迫り上がって転動体収容空間６内に押し上げられる。転動体収容空間６は、支持脚２の外面との間を負荷ボール７が２列で移動可能な間隔とされていることで、負荷ボール７、スペーサボール８が円滑に矢印Ｄで示す上方向に移動し、更に矢印Ｅで示すように反対側から下降して、或いは左右に分かれて矢印Ｆで示すように周方向に沿って移動して転動体収納空間６の反対側の開口端５ｃから押し出されて、支持脚２の下面２ｄと基盤１５の上面１５ａとの間に順次供給される。即ち、負荷ボール７、スペーサボール８は、基盤１５の水平移動に応じて移動する。そして、支承体１の移動距離が長い場合には、これらの負荷ボール７、スペーサボール８は、循環する。
【００３２】
これにより支承体１は、基盤１５の水平移動に対して前記構造物を略静止状態に保持する。更に、支承体１は、下部外殻５の下面５ｂが基盤１５の上面１５ａから僅かに離隔していることで、基礎面１５の矢印Ａ方向への水平移動に対して略静止状態に確実に保持される。このようにして、支承体１は、基盤１５が全方向への水平移動に対して建築構造物を略静止状態に保持する。
【００３３】
ところで、図４及び図５に示すように支持脚２の支持部２ａの頂部に形成されている軸２ｂの軸径ｄが小径の場合には、支持部２ａの上面２ｅの長さＬが長くなり、即ち、負荷ボール７、スペーサボール８の通路の幅が広くなり、これらの移動が容易となる。これに対して、図６及び図７に示すように軸２ｂの軸径ｄ’が大径の場合には、支持部２ａの上面２ｅの長さＬ’が短くなり、即ち、負荷ボール７、スペーサボール８の通路の幅が狭くなり、これらの移動が困難となる。
【００３４】
支持部２ａの下面２ｄの直径Ｄは、当該下面２ｄと基板１５の上面１５ａとの間における負荷ボール７、スペーサボール８の移動距離に相当する。そこで、支持部２ａの下面２ｄの直径Ｄと上面２ｅの長さＬとした場合、図８に示すように、Ｌが０.４Ｄ以上の範囲では、負荷ボール７、スペーサボール８はロックせずに良好に移動し、Ｌが０.２Ｄ以下の範囲では、負荷ボール７、スペーサボール８はロックしてしまい、移動不能となる。また、Ｌが０.２Ｄと０.４Ｄとの間の範囲では、負荷ボール７、スペーサボール８はロックされる可能性がある。尚、この０.２Ｄと０.４Ｄの範囲において、斜線で示す部分は、寸法精度のバラツキ範囲である。従って、支持部２ａの上面２ｅの長さＬを０.４Ｄ以上に設定することで、負荷ボール７、スペーサボール８のロック現象を完全に防止することができる。
【００３５】
この場合、負荷ボール７、スペーサボール８の通路としての上面２ｅの長さＬは、下面２ｄと上面２ｅとのなす角θにより影響されない。これは、θの角度により上面２ｅに負荷ボール７、スペーサボール８が迫り上がり易い範囲があると考えられるが、これら負荷ボール７、スペーサボール８の重量分を考慮した場合、誤差範囲と思われる。
【００３６】
また、図９は、支承体１の外殻３と支持脚２と基板１５の上面１５ａとの間に形成される空間に対する負荷ボール７、スペーサボール８の全体の充填率と摩擦係数との関係を示す。このグラフから明らかなように、摩擦係数は、充填率が９６％以下の範囲では小さく、９６％を超えると急激に大きくなる。従って、転動体即ち、負荷ボール７、スペーサボール８全体の充填率を９６％以下とすることが好ましい。
【００３７】
また、転動体収容空間６の隙間は、負荷ボール７を２列（複列）で移動可能な間隔とすることで、上下方向の間隔が多少ばらついていても負荷ボール７、スペーサボール８が円滑に移動可能となる。従って、転動体収納空間６の隙間の精度を高くしなくてもよく、製造が容易となり、大幅なコストの低減を図ることが可能となる。
【００３８】
尚、転動体収納空間６の内面即ち、支持部２ａの外周面２ｃ、上面２ｅ、上部外殻４の内面４ａ、下部外殻５の内面５ａ、及び負荷ボール７等に防錆及び潤滑等の表面処理を施すことで、転動体収納空間６の隙間を、負荷ボール７が単列で移動可能な間隔としても、負荷ボール７、スペーサボール８が転動体収納空間６内を良好に移動可能となる。この場合、負荷ボール７のみに防錆及び潤滑等の表面処理を施してもよいが、転動体収納空間６の内面にも防錆及び潤滑等の表面処理を施すことが好ましい。
【００３９】
下部外殻５の下面５ｂと基盤１５の上面１５ａとの間隔（隙間）ｄは狭いために塵埃等が内部に入り込むことが少ないが、下部外殻５の外周面下部に全周に亘り防塵用のカバーを取り付け、前記隙間を塞ぐようにしてもよい。特に、支承体１を建築構造物の支承体として使用する場合には床下に設置されるために、前記カバーを設けることが好ましい。
【００４０】
（実施例２）
図１０は、本発明に係る支承体の第２の実施例を示す断面図である。尚、第１の実施例と同一部材には同一の符号を付して説明を省略する。図１０において、支承体２０は、上部外殻４の肩部４ｆ上に弾性部材例えば、皿ばね２１、２２を介して支持部材２３が載置されており、当該支持部材２３に支持すべき構造物が載置され、ボルト孔２３ａを挿通するボルト及び当該ボルトに螺合するナット（何れも図示せず）により固定される。支持部材２３は、鉄部材により形成されている。尚、支持部材２３は、仕様によっては、硬質樹脂部材等を使用してもよく、コストの低減を図る上で好ましい。他の構成は、実施例１と全く同様である。
【００４１】
皿ばね２１、２２は、地震等により上下振動が発生した場合に、この上下振動を吸収して、衝撃を緩和する。これにより、支承体１の破損が防止される。また、支持脚２が皿ばね２１、２２のばね力（予圧）により基盤１５の上面１５ａに常時押し付けられていることで、上下振動による上面１５ａからの浮き上がりが防止され、支持部２の下面２ａと上面１５ａ間の負荷ボール７、スペーサボール８が、上面１５ａと下部外殻５の下面５ｂとの間に挟まれたり、或いは外部に飛び出したりすることが防止される。
【００４２】
（実施例３）
図１１は、本発明に係る支承体の第３の実施例を示す断面図である。尚、第１の実施例と同一部材には同一の符号を付して説明を省略する。図１１において、支承体２５は、上部外殻４の上面４ｇに弾性部材例えば、複数枚の皿ばね２６を介して支持部材２８が載置され、当該支持部材２８に支持部材２９が載置されている。
【００４３】
支持部材２８の上面２８ａは、上方に凸の曲面とされている。支持部材２９は、下面中央に下方に向かって凹曲面をなし、支持部材２８の上面２８ａの曲率と同じ曲率の座面２９ａが形成されている。支持部材２９は、座面２９ａを介して支持部材２８の上面２８ａに載置される。これにより、支持部材２９は、支持脚２、外殻３からなる支承体本体に対して水平面内での回転、および三次元的に自由に傾斜可能とされる。
【００４４】
そして、支持部材２９上に構造物が載置されて、ボルト孔２９ｂを挿通するボルト及び当該ボルトに螺合するナット（何れも図示せず）により固定される。他の構成は、実施例１と全く同様である。支持部材２８、２９は、鉄部材により形成されている。尚、支持部材２８、２９は、仕様によっては、硬質樹脂部材等を使用してもよく、コストの低減を図る上で好ましい。
【００４５】
これにより、支承体２５は、複数枚の皿ばね２６により上下振動を吸収し、支持部材２９が支持脚２に対して水平面内での回転、および三次元的に自由に傾斜可能とされていることで、地震等による上下振動および水平移動に対して支持すべき重量物の動きに影響されることなく円滑に作動することが可能となる。
（実施例４）
図１２は、本発明に係る支承体の第４の実施例を示す断面図である。この第４の実施例は、支承体の移動範囲が限定されている場合、実施例１乃至３に示すように転動体を循環させる必要がなく、支持脚の側部に移動に必要な十分な量の転動体を保持して支承体の水平移動を可能にしたものである。
【００４６】
図１２に示すように支承体３０は、実施例１に示す支承体１の支持脚２と外殻３とを一体に構成としたものである。支承体３０は、円盤状をなし、下面３０ａに開口する大きな環状凹部３０ｂが同心的に形成されている。中央部３０ｃが支持部（実施例１の支持脚２に相当）とされ、外周部３０ｄが外殻（実施例１の外殻３に相当）とされ、環状凹部３０ｂが転動体収納空間（以下「転動体収納空間３０ｂ」という）とされる。
【００４７】
転動体収納空間３０ｂは、上部３０ｂ’の幅が広く、例えば、負荷ボール７が同心的に複数個例えば、３個並んで（３重）に収納可能な大きさとされ、内側面および外側面の下面３０ａに開口する開口端３０ｅ、３０ｆが下面３０ａの中心方向に傾斜する傾斜面とされ、且つその隙間は、負荷ボール７が複列例えば、２列で移動可能な幅とされている。
【００４８】
支持部３０ｃの下面３０ｇは、転動面とされ外周部３０ｄの下面３０ａよりも負荷ボール７の外径よりも僅かに低く設定されている。また、開口端３０ｆは、基盤１５の上面１５ａからの高さは、スペーサボール８の中心位置よりも低い位置に設定されており、負荷ボール７、スペーサボール８が容易に迫り上がって転動体収納空間３０ｂに移動可能とされている。この支承体３０は、鉄部材により一体に形成されている。尚、支持部３０ｃの転動面としての下面３０ｇおよび転動体収納空間３０ｂの内面は、前述したように防錆、潤滑等の表面処理を施すことが好ましい。
【００４９】
そして、転動体収納空間３０ｂおよび支持部３０ｃの下面３０ａと基盤１５の上面１５ａとの間に負荷ボール７とスペーサボール８が供給される。転動体収納部３０ｂの上部は、空間部とされており、負荷ボール７、スペーサボール８が転動したときにこれらを収納可能とされている。そして、支承体３０の上面に支持物が載置される。
【００５０】
支承体３０が矢印Ａ方向に水平移動すると、これに伴い負荷ボール７，スペーサボール８が転動して矢印Ａ方向に移動し、図中右側から転動体収納空間３０ｂに押し上げられる。一方、転動体収納空間３０ｂの図中左側から負荷ボール７、スペーサボール８が支持部３０ｃの下面３０ａと基盤１５の上面１５ａとの間に順次供給される。そして、図中左側の負荷ボール７、スペーサボール８の減少に伴い、図中右側に押し上げられた負荷ボール７、スペーサボール８が、転動体収納空間３０ｂ内を左右に分かれて周方向に移動しながら供給側に移動する。これにより、支持部３０ｃの下面３０ｇと基盤１５の上面１５ａとの間に負荷ボール７、スペーサボール８が順次供給される。
【００５１】
尚、外周部３０ｄに窓を設けて透明な樹脂部材等を装着し、内部の負荷ボール７、スペーサボール８の転がり状態の確認や、監視、或いはこれらの転動体の交換等ができるようにしてもよい。
また、上記各実施例においては、建築物を支承する場合について記述したが、これに限るものではなく、他の例えば、工作機械、精密機器、電子計算機の転がり支承体として使用することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１では支承体は、前記転動体が、前記支持脚を支持する第１の転動体と、前記第１の転動体よりも小径の第２の転動体との混合物であって、かつ、前記第２の転動体の混合比率が５〜２５％であり、前記転動体収納空間は、前記転動体が複列で移動可能な隙間を有し、前記転動体の前記転動体収容空間における充填率を９６％以下とし、かつ、前記支持脚の下面と前記基板の上面との間における充填率を７０〜９８％とすることで、転動体の転動時におけるロック現象や滑り現象が防止され、良好、且つ安定して構造物を支承することが可能となる。
【００５３】
請求項２では、略円錐台形をなす支持部の傾斜面の長さと下面の直径との比が0.4以上とすることで、転動体の傾斜面上の移動方向の幅が広くなり、ロック現象を起こすことなく円滑に移動可能となる。
転動体を、支持脚を支持する第１の転動体と、この第１の転動体よりも小径の第２の転動体を混合することで、支持脚の下面と前記基盤の上面との間に介在されて前記支持脚を支持する第１の転動体の充填率を７０〜９８％の任意の値に設定することができる。
【００５４】
請求項３では、転動体は、防錆および潤滑の表面処理により支承体の長期間に亘る使用において、良好な転動状態を保持され、滑り現象が防止される。また、基盤の上面にキズを付けることが防止される。更に、転動体は、転動体移動空間を良好に移動することが可能となる。
転動体収納空間を転動体が複列で移動可能な大きさとすることで、転動体は、転動体収納空間内を極めて良好に移動可能となる。また、転動体収納空間の隙間の精度を高くしなくてもよく、製造が容易となり、コストの大幅な低減が図られる。
【００５５】
請求項４では、支承体は、上下方向の振動を受けた場合に、支持手段により基盤に押し付けられることで、支持脚の下面と基盤の上面との間に介在されている転動体の飛び出し等が防止される。
請求項５では、支承体は、構造物を水平面内での回転及び三次元的に自由に傾斜可能に支持することで、上下振動及び水平移動に対して支持すべき構造物の動きに影響されることなく円滑に作動することが可能となる。
【００５６】
請求項６では、外殻の透明な窓から転動体収納空間内における転動体の転がり状態の確認、監視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る支承体の第１実施例の平面図である。
【図２】図１に示す支承体の矢線II−IIに沿う断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図２の支持脚の支持部において転動体が良好に移動する場合支持部の上面の長さと下面の直径との関係を示す説明図である。
【図５】図４に示す支持部の上面を転動体が移動する状態を示す平面図である。
【図６】図２の支持脚の支持部において転動体がロック現象を起こす場合の支持部の上面の長さと下面の直径との関係を示す説明図である。
【図７】図６に示す支持部の上面を転動体が移動する状態を示す平面図である。
【図８】図４及び図６の支持脚において転動体が移動するための支持部の上面の長さと下面の直径との比と摩擦係数との関係を示す説明図である。
【図９】図２に示す支承体において転動体の全体の充填率と摩擦係数との関係を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る支承体の第２実施例の断面図である。
【図１１】本発明に係る支承体の第３実施例の断面図である。
【図１２】本発明に係る支承体の第４実施例の断面図である。
【符号の説明】
１、２０、２５、３０支承体
２支持脚
２ａ、３０ｃ支持部
３外殻
４上部外殻
５下部外殻
６、３０ｂ転動体収納空間
７負荷ボール（転動体）
８スペーサボール（転動体）
２１、２２、２６皿ばね（弾性部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a support body that supports a heavy object such as a structure and is horizontally movable in a free direction via a rolling element.
[0002]
[Prior art]
As a support body that supports the entire floor surface to which a heavy object such as a computer is attached so as to be movable in an arbitrary horizontal direction, there is a support body disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 3-29674. The support body includes an outer casing fixed to the lower surface of the floor plate, a disk-shaped support member that is located in the outer casing and is suspended and supported integrally with the outer casing, and the lower surface is a flat support surface; A large number of small balls provided between the outer casing and the supporting member are provided, and the inner surface of the outer side of the outer casing is formed in an arcuate concave curved surface and is connected to the inner peripheral surface above it. The outer peripheral portion has a convex curved surface similar to the inner peripheral surface of the outer casing, and forms a small ball accommodating space through which the small spheres can pass in a row over the upper inner peripheral surface. Has an opening that opens in an annular shape, and the upper part of the small ball housing space is emptied, and the small balls are arranged without gaps in the entire area between the lower ball housing space and the lower surface of the support member and the base surface. It is set as the structure made.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional support body, since the small balls as the rolling elements circulate and roll in a single line through the gaps of the small ball housing space between the outer casing and the support member, The accuracy of the space gap is required, and the cost of the support body is increased. Also, since the small balls are arranged on the lower surface of the support member without any gaps, the small balls may cause a locking phenomenon or a sliding phenomenon during horizontal movement, which may hinder the rolling of the small balls. Can not be made good. In addition, since the heavy load supporting the support leg is directly connected, the support leg is directly subjected to vertical vibration, and the impact or the small ball may be damaged by this impact, or the small ball may jump out. In addition, when the movement of the heavy load to be supported is complicated, or when the mounting height of the support body is high, if the support legs are fixed, the load balance of the small balls is lost and the movement of the support body becomes worse. Furthermore, the small balls have many problems such as the occurrence of rust during a long period of use due to the use of ordinary bearing balls, resulting in poor rolling.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a support body that prevents a rolling phenomenon such as a locking phenomenon and a sliding phenomenon, and that can always perform good rolling.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the present invention, in claim 1, a support leg for supporting a structure on an upper surface of a base, an outer shell provided on the outside of the support leg, and an overall filling rate of 96. % And between the lower surface of the support leg and the upper surface of the base with a filling rate of 70 to 98% to support the support leg, and according to the relative movement of the support leg and the base RollingThe first rolling element supporting the support leg and the second rolling element having a smaller diameter than the first rolling element are mixed, and the mixing ratio of the second rolling element is 5 to 25%.A spherical rolling element is formed between the outer surface of the support leg and the inner surface of the outer shell to house the rolling element, and the rolling element that rolls as the support leg and the base move relative to each other. Supplied between the lower surface of the support leg and the upper surface of the base by moving according to relative movementAnd there is a gap between the outer surface of the support leg and the inner surface of the outer shell so that the rolling elements can move in double rows.And a rolling element storage space.
[0006]
The support body transmits the load of the structure to the upper surface of the base via the rolling elements. For example, when the base moves horizontally due to an earthquake, each rolling element interposed between the lower surface of the support leg and the upper surface of the base moves while rolling. Accordingly, the support body holds the structure in a substantially stationary state with respect to the horizontal movement of the substrate. The support body has a filling rate of the rolling elements of 96% or less and a filling rate of the rolling elements that are interposed between the lower surface of the support legs and the upper surface of the base to support the support legs in a range of 70 to 98%. By doing so, the locking phenomenon and the sliding phenomenon caused by the friction between the adjacent rolling elements during rolling of the rolling element can be prevented.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the support leg includes a support portion having a substantially frustoconical shape and a shaft portion integrally formed on a top portion of the support portion, and a ratio between the length of the inclined surface of the support portion and the diameter of the lower surface. Is 0.4 or more.
When the ratio of the length of the inclined surface of the support leg to the diameter of the lower surface is set to 0.4 or more, the width in the moving direction on the inclined surface of the rolling element becomes wide, and the moving body can move smoothly without causing a lock phenomenon.
[0008]
RollThe moving body includes a first rolling element that supports the support leg, and a second rolling element having a smaller diameter than the first rolling element., So that it becomes 5-25% mixing ratioBy mixing, the filling factor of the first rolling elements interposed between the lower surface of the support legs and the upper surface of the base and supporting the support legs can be set to an arbitrary value of 70 to 98%. .
  By making the gap in the rolling element storage space large enough to allow the rolling elements to move in double rows, the rolling element can move very well without causing a locking phenomenon in the rolling element storage space.
[0009]
  Claim3Then, the rolling elements are subjected to a surface treatment for rust prevention and lubrication.
  When the rolling element is used for a long period of time by the surface treatment of rust prevention and lubrication, a good rolling state is maintained, and the phenomenon that the rolling element is locked and slipped is prevented. Also, the rolling element can move well in the rolling element moving space.
[0011]
  Claim4Then, the said support body is provided with the support means which elastically supports the said structure in the upper part, It is characterized by the above-mentioned.
  When the support body receives vertical vibration, the support body absorbs the vibration by the support means and is pressed against the base so that the rolling element that is interposed between the lower surface of the support leg and the upper surface of the base protrudes. Is prevented.
[0012]
  Claim5Then, the support body is provided with support means for supporting the structure in a horizontal plane so that the structure can rotate and freely tilt in three dimensions.
  Thereby, the support body can operate smoothly without being affected by the movement of the structure to be supported against vertical vibration and horizontal movement.
  Claim6Then, the outer shell is provided with a transparent window that opens into the rolling element storage space.
[0013]
Thereby, the rolling state of the rolling element in the rolling element storage space can be confirmed and monitored from the transparent window.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Example 1
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a support body according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the arrow II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the support body 1 includes a support leg 2, an outer shell 3, a rolling element storage space 6 formed between the support leg 2 and the outer shell 3, and rolling elements 7 and 8. Etc.
[0015]
As shown in FIG. 2, the support leg 2 is formed integrally with a substantially truncated cone-shaped support portion 2a and a shaft 2b formed perpendicularly to the top of the support portion 2a. In the support portion 2a, the outer peripheral surface 2c is a convex curved surface, the lower surface 2d is a flat surface, and the upper surface 2e is an inclined surface having a gentle upward gradient from the peripheral edge portion upward. A flange 2f is formed at the lower part of the shaft 2b, and a screw 2g is engraved at the upper part. The lower surface 2 d of the support portion 2 a is a rolling surface of the rolling element 7.
[0016]
The support leg 2 is formed of an iron member, for example, by casting or forging. The lower surface 2d of the support portion 2a holds smooth rolling of the rolling elements 7 and 8 when the support body 1 is used over a long period of time. In order to achieve this, surface treatment such as rust prevention and lubrication is applied. As the surface treatment, for example, a manganese phosphate chemical conversion treatment film is formed as a base treatment, and a molybdenum disulfide-based organic bonded solid lubricant film is formed as a rust preventive and lubricating film on the film. Note that the outer surface of the support portion 2a, that is, the outer peripheral surface 2c and the upper surface 2e are not necessarily subjected to surface treatment such as rust prevention or lubrication, but the lower surface 2d is considered when long-term use of the support body 1 is considered. It is preferable to perform surface treatment such as rust prevention and lubrication in the same manner as in the above.
[0017]
The outer shell 3 has a disk shape and includes an upper outer shell 4 and a lower outer shell 5 that can be divided into upper and lower parts. The inner surface of the outer shell 3 is formed as a concave surface that is substantially similar to the outer surface of the support portion 2 a of the support leg 2. That is, the upper outer shell 4 has an inner surface 4a similar to the outer surface from the center of the outer peripheral surface 2c of the support portion 2a to the upper surface 2e, and in a state where the upper outer shell 4 is attached to the support leg 2, the upper outer shell 4 has a predetermined shape. For example, the rolling elements 7 and 8 can be opposed to each other with an interval (gap) that can be moved in a double row, for example, two rows, and the shaft hole 4c through which the shaft 2b of the support leg 2 is inserted in the center of the upper portion 4b. And a hole 4d into which the flange 2f is fitted are provided concentrically. A screw hole 4e having a diameter larger than that of the rolling element 7 is formed in the upper portion 4b in parallel with the shaft hole 4c, and is open to the inner surface 4a. The upper outer shell 4 is formed of an iron member such as cast iron, for example, like the support leg 2.
[0018]
In consideration of long-term use of the support body 1, the inner surface 4a is subjected to surface treatment such as rust prevention and lubrication in the same manner as the support leg 2 in order to improve the movement of the rolling elements 7 and 8. Is preferred.
The inner surface 5a of the lower outer shell 5 has a similar shape to the outer surface extending from the center of the outer peripheral surface 2c of the support portion 2a to the connecting portion with the lower surface 2d. Similarly to the inner surface 4a, the outer surface of the support portion 2a can be opposed to the predetermined distance, that is, with a distance (gap) where the rolling elements 7, 8 can move in a double row, for example, two rows. The inner surface 4a of the upper outer shell 4 and the inner surface 5a of the lower outer shell 5 are smoothly continuous. The lower outer shell 5 is formed of a synthetic resin member such as an acrylic resin member (ultra high molecular weight polyethylene) so that no load is applied. By forming the lower outer shell 5 from a synthetic resin member in this way, the cost can be reduced, and surface treatment such as rust prevention and lubrication is not required on the inner surface 5a, thereby further reducing the cost. It is done.
[0019]
The rolling element 7 is a load ball (hereinafter referred to as a “load ball 7”) that supports the support body 1 and includes, for example, a small ball (for example, an outer diameter of about 10 mm) formed of bearing steel, chrome steel, or the like. The surface treatment such as rust prevention and lubrication as described above is performed. The load ball 7 is not necessarily subjected to surface treatment such as rust prevention and lubrication, but is preferably subjected to surface treatment such as rust prevention and lubrication in order to ensure good rolling properties over a long period of time.
[0020]
The rolling element 8 is a spacer ball (hereinafter referred to as “spacer ball 8”) for adjusting the filling rate of the load ball 7, and has a slightly smaller diameter than the load ball 7 (for example, an outer diameter of 9.8 to 9.9). mm). The spacer balls 8 are formed of small balls of synthetic resin such as plastic without applying a load. The spacer ball 8 may be a steel ball as in the case of the load ball 7. However, when the steel ball is used, it is preferable to perform surface treatment such as rust prevention and lubrication, and the cost is increased. On the other hand, when it is formed of a synthetic resin member such as plastic, the surface treatment is unnecessary, the cost can be significantly reduced, and lubricity is also preferable.
[0021]
On the other hand, for example, a base 15 for placing the support body 1 is installed at a predetermined position for constructing a building structure. The base 15 has an upper surface 15 a as a rolling surface of the load ball 7 and the spacer ball 8 of the support body 1. The base 15 is a square having a predetermined size in order to enable horizontal movement in all directions with respect to the support body 1. For example, in order to cope with an earthquake or the like, a square having a side of about 1 m is provided, and the support body 1 is disposed at the center. The base 15 is made of corrosion-resistant stainless steel or the like, and the upper surface 15a is smooth, so that the load ball 7 and the spacer ball 8 can roll well with respect to long-term use of the support body 1. .
[0022]
The upper outer shell is attached to the upper portion of the support leg 2, the shaft 2 b is inserted through the shaft hole 4 c, the flange 2 f is fitted into the hole 4 d and locked, and the nut 12 is attached to the screw 2 g via the washer 11. It is screwed and fixed. Next, the lower outer shell 5 is mounted and fixed to the upper outer shell 4 at a plurality of locations at equal intervals in the circumferential direction by bolts 13. Then, a load ball 7 and a spacer ball are provided between the outer surface (upper surface 2d to outer peripheral surface 2c) of the support portion 2 of the support leg 2 and the inner surface of the outer shell 3 (the inner surface 4a to the lower outer shell inner surface 5a of the upper outer shell 4). A rolling element storage space 6 is formed in which 8 or the like can move up and down in two rows. The lower end of the rolling element storage space 6 is open in the direction of the lower surface 2 d of the support portion 2 a of the support leg 2.
[0023]
  The distance d between the upper surface 15a of the substrate 15 and the lower surface 5b of the lower outer shell 5 is set to be considerably smaller than the outer diameter of the load ball 7 (0.5 to 1).mmThe height of the open end 5 c of the lower outer shell 5 from the upper surface 15 a of the base 15 is set to a position lower than the center position of the spacer ball 8. As a result, as will be described later, when the load ball 7 and the spacer ball 8 roll and circulate, these balls can move up and move into the rolling element storage space 6.
[0024]
The upper outer shell 4 is provided with a cover (window) formed of a transparent resin member, and the lower outer shell 5 is formed of a transparent resin member, whereby a load ball 7 and a spacer ball in the rolling element storage space 6 are formed. It is possible to always check and monitor the rolling state of 8. In addition, holes (windows) in which the load balls 7 and the spacer balls 8 can be replaced may be provided in the upper outer shell 4 and the lower outer shell 5.
[0025]
  The support body 1 is lifted at a substantially central position of the upper surface 15 a of the base 15 so that the lower surface 2 d of the support surface 2 a of the support leg 2 is spaced from the upper surface 15 a by a distance slightly larger than the outer diameter of the load ball 7. Arranged (floating). Then, the load balls 7 and the spacer balls 8 are supplied from the holes 4e of the upper outer shell 4 to the rolling element storage space 6 in a state where they are mixed at a rate described later. The lower surface 2d of the support leg 2 is above the base 15Surface 1The load ball 7 and the spacer ball 8 supplied to the rolling element housing space 6 are lifted from the lower surface 2d of the support leg 2 by being lifted from 5a to a state slightly spaced from the outer diameter of the load ball 7. It enters and fills the space between the upper surface 15a (FIGS. 2 and 3).
[0026]
Next, the support body 1 is lowered, and the lower surface 2 a of the support leg 2 is brought into contact with the load ball 7. Further, the spacer ball 8 is slightly separated from the lower surface 2 d of the support leg 2. In this state, the lower surface 5b of the lower outer shell 5 is separated from the base surface 15 with the slight distance d (0.5 to 1 mm) described above. As a result, the support leg 2 is placed at a substantially central position on the upper surface 15 a of the base 15 via the large number of load balls 7. Then, a structure (not shown) is placed on the upper outer shell 4 of the support body 1. Accordingly, the support body 1 supports the structure on the base 15 via the load ball 7.
[0027]
By the way, the rolling element is a mixture of two kinds of balls, the load ball 7 and the spacer ball 8, and the mixing ratio of the spacer ball 8 is, for example, 5 to 25%, and the lower surface 2d of the support leg 2 and the upper surface 15a of the base 15 The filling rate of the load balls 7 interposed between the two is about 70 to 98%. Thereby, the lock phenomenon of the load ball 7 is prevented when the support body 1 is operated.
[0028]
  The mixing ratio of the spacer balls 8 is as low as 5 to 25% because the load of the circulating load ball 7 and the spacer ball 8 during the operation of the support body 1 and the load applied to the support body is as large as possible. YouRuBecause. That is, when the mixing ratio of the spacer balls 8 is increased, the load balls 7 supplied between the lower surface 2d of the support leg 2 and the upper surface 15a of the base 15 when the load balls 7 and the spacer balls 8 circulate in a mixed state. May be reduced. When the number of the load balls 7 between the lower surface 2d of the support leg 2 and the upper surface 15a of the base 15 is reduced, the load applied to these load balls 7 is increased, and durability and rolling performance are deteriorated. In order to prevent such a problem, the mixing ratio of the spacer balls 8 is set to about 5 to 25% as described above.
[0029]
The operation will be described below.
In FIG. 2, the support body 1 transmits the load of the structure to the upper surface 15 a of the base 15 via the load ball 7. When the base 15 is moved horizontally in the direction of arrow A due to an earthquake, for example, each load ball 7 interposed between the lower surface 2d of the support leg 2 of the support body 1 and the upper surface 15a of the base 15 is shown in FIG. Roll in the direction. On the other hand, since the spacer balls 8 interposed between these load balls 7 are slightly smaller in diameter than the load balls 7, the spacer balls 8 rotate in the direction of arrow C following the rolling of the adjacent load balls 7. . Thereby, the lock phenomenon of the adjacent load balls 7 is prevented.
[0030]
By the way, the load ball 7 and the spacer ball 8 have the above-described mixing ratio, and the spacer ball 8 is not interposed between all the adjacent load balls 7, and therefore only the load ball 7 is present. There are some places that are adjacent to each other. However, since the load balls 7 are subjected to a lubrication surface treatment, the surfaces abutting against each other slide and the lock phenomenon is avoided. Further, the load ball 7 is also provided with a rust-proof surface treatment, so that the load ball 7 is kept in a state where it can roll well for a long period of time. As a result, the lock phenomenon and the slip phenomenon of the load ball 7 are extremely good. To be prevented. Accordingly, the upper surface 15a of the base 15, the lower surface 2d of the support leg, and the load ball 7 are prevented from being scratched, and a good rolling surface is maintained.
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 3, the load ball 7 and the spacer ball 8 roll to reach the open end 5 c of the lower outer shell 5 with the horizontal movement of the base 15 in the arrow A direction. The height from the base surface 15 of the opening end 5c of the lower outer shell 5 is set to a position lower than the center position of the spacer ball 8, so that the load ball 7 and the spacer ball 8 face the moving direction. Then, it gradually approaches the opening end 5c on the side and is pushed up into the rolling element housing space 6. The rolling element housing space 6 has an interval in which the load balls 7 and the spacer balls 8 are smoothly indicated by an arrow D because the load balls 7 can move in two rows between the outer surfaces of the support legs 2. And further descends from the opposite side as indicated by an arrow E, or moves in the circumferential direction as indicated by an arrow F divided into left and right sides, and from the opening end 5c on the opposite side of the rolling element storage space 6 Extruded and sequentially supplied between the lower surface 2 d of the support leg 2 and the upper surface 15 a of the base 15. That is, the load ball 7 and the spacer ball 8 move according to the horizontal movement of the base 15. And when the moving distance of the support body 1 is long, these load balls 7 and spacer balls 8 circulate.
[0032]
Thereby, the support body 1 holds the structure in a substantially stationary state with respect to the horizontal movement of the base 15. Furthermore, since the lower surface 5b of the lower outer shell 5 is slightly separated from the upper surface 15a of the base 15, the support body 1 is surely kept in a substantially stationary state with respect to the horizontal movement of the base 15 in the arrow A direction. Retained. In this way, the support body 1 holds the building structure in a substantially stationary state with respect to the horizontal movement of the base 15 in all directions.
[0033]
4 and 5, when the shaft diameter d of the shaft 2b formed on the top of the support portion 2a of the support leg 2 is small, the length L of the upper surface 2e of the support portion 2a is long. That is, the widths of the passages of the load ball 7 and the spacer ball 8 are widened, and the movement thereof is facilitated. On the other hand, when the shaft diameter d ′ of the shaft 2b is large as shown in FIGS. 6 and 7, the length L ′ of the upper surface 2e of the support portion 2a is shortened, that is, the load ball 7, The width of the passage of the spacer ball 8 becomes narrow, and it becomes difficult to move them.
[0034]
The diameter D of the lower surface 2d of the support portion 2a corresponds to the moving distance of the load ball 7 and the spacer ball 8 between the lower surface 2d and the upper surface 15a of the substrate 15. Therefore, when the diameter D of the lower surface 2d of the support portion 2a and the length L of the upper surface 2e are set, as shown in FIG. 8, the load ball 7 and the spacer ball 8 are not locked in a range where L is 0.4D or more. In a range where L is 0.2D or less, the load ball 7 and the spacer ball 8 are locked and cannot move. Further, in the range where L is between 0.2D and 0.4D, the load ball 7 and the spacer ball 8 may be locked. In the range of 0.2D and 0.4D, the hatched portion is a range of variation in dimensional accuracy. Therefore, the lock phenomenon of the load ball 7 and the spacer ball 8 can be completely prevented by setting the length L of the upper surface 2e of the support portion 2a to 0.4D or more.
[0035]
In this case, the length L of the upper surface 2e as the passage of the load ball 7 and the spacer ball 8 is not affected by the angle θ formed between the lower surface 2d and the upper surface 2e. It is considered that there is a range in which the load ball 7 and the spacer ball 8 are likely to rise up on the upper surface 2e depending on the angle θ, but when the weight of the load ball 7 and the spacer ball 8 is taken into consideration, this is considered to be an error range. .
[0036]
FIG. 9 shows the relationship between the filling rate and the friction coefficient of the load balls 7 and the spacer balls 8 with respect to the space formed between the outer shell 3 and the support legs 2 of the support body 1 and the upper surface 15 a of the substrate 15. Indicates. As is apparent from this graph, the coefficient of friction is small when the filling rate is 96% or less, and increases rapidly when it exceeds 96%. Therefore, it is preferable that the filling rate of the rolling elements, that is, the load balls 7 and the spacer balls 8 is 96% or less.
[0037]
Further, the clearance of the rolling element housing space 6 is set so that the load balls 7 can be moved in two rows (double rows), so that the load balls 7 and the spacer balls 8 are smooth even if the vertical intervals vary somewhat. It becomes possible to move to. Therefore, it is not necessary to increase the accuracy of the gaps in the rolling element storage space 6, manufacturing becomes easy, and significant cost reduction can be achieved.
[0038]
The inner surface of the rolling element storage space 6, that is, the outer peripheral surface 2c, the upper surface 2e of the support portion 2a, the inner surface 4a of the upper outer shell 4, the inner surface 5a of the lower outer shell 5, the load ball 7, etc. By applying the surface treatment, the load balls 7 and the spacer balls 8 can move well in the rolling element storage space 6 even when the gaps of the rolling element storage space 6 are set to allow the load balls 7 to move in a single row. Become. In this case, surface treatment such as rust prevention and lubrication may be performed only on the load ball 7, but it is preferable to perform surface treatment such as rust prevention and lubrication on the inner surface of the rolling element storage space 6.
[0039]
Since the space (gap) d between the lower surface 5b of the lower outer shell 5 and the upper surface 15a of the base 15 is narrow, dust or the like hardly enters the inside. A cover may be attached to close the gap. In particular, when the support body 1 is used as a support body for a building structure, it is preferable to provide the cover because it is installed under the floor.
[0040]
(Example 2)
FIG. 10 is a sectional view showing a second embodiment of the support body according to the present invention. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 10, the support body 20 has a structure in which a support member 23 is placed on a shoulder portion 4 f of the upper outer shell 4 via elastic members, for example, disc springs 21 and 22, and should be supported by the support member 23. An object is placed and fixed by a bolt inserted through the bolt hole 23a and a nut (not shown) screwed into the bolt. The support member 23 is formed of an iron member. The support member 23 may be a hard resin member or the like depending on the specifications, which is preferable in terms of cost reduction. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0041]
The disc springs 21 and 22 absorb the vertical vibration when the vertical vibration occurs due to an earthquake or the like, and relieve the impact. Thereby, damage to the support body 1 is prevented. Further, since the support leg 2 is constantly pressed against the upper surface 15a of the base plate 15 by the spring force (preload) of the disc springs 21 and 22, the support leg 2 is prevented from lifting from the upper surface 15a due to vertical vibrations, and the lower surface 2a of the support unit 2 The load ball 7 and the spacer ball 8 between the upper surface 15a and the upper surface 15a are prevented from being sandwiched between the upper surface 15a and the lower surface 5b of the lower outer shell 5 or jumping out.
[0042]
(Example 3)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the support body according to the present invention. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 11, in the support body 25, a support member 28 is placed on the upper surface 4 g of the upper outer shell 4 via an elastic member, for example, a plurality of disc springs 26, and a support member 29 is placed on the support member 28. ing.
[0043]
The upper surface 28a of the support member 28 is an upwardly convex curved surface. The support member 29 has a concave curved surface downward at the center of the lower surface, and a seating surface 29a having the same curvature as the curvature of the upper surface 28a of the support member 28 is formed. The support member 29 is placed on the upper surface 28a of the support member 28 via the seat surface 29a. Thereby, the support member 29 can be rotated in a horizontal plane with respect to the support body composed of the support leg 2 and the outer shell 3 and can be freely tilted three-dimensionally.
[0044]
Then, a structure is placed on the support member 29 and is fixed by a bolt inserted through the bolt hole 29b and a nut (not shown) screwed into the bolt. Other configurations are the same as those in the first embodiment. The support members 28 and 29 are formed of iron members. The support members 28 and 29 may be made of a hard resin member or the like depending on the specifications, which is preferable in terms of cost reduction.
[0045]
As a result, the support body 25 absorbs vertical vibrations by the plurality of disc springs 26, and the support member 29 can rotate in the horizontal plane with respect to the support leg 2 and can freely tilt in three dimensions. Thus, it becomes possible to operate smoothly without being affected by the movement of a heavy object to be supported against vertical vibration and horizontal movement due to an earthquake or the like.
(Example 4)
FIG. 12 is a sectional view showing a fourth embodiment of the bearing body according to the present invention. In the fourth embodiment, when the movement range of the support body is limited, it is not necessary to circulate the rolling element as shown in the first to third embodiments, and sufficient to move to the side portion of the support leg. It is possible to move the support body horizontally by holding a quantity of rolling elements.
[0046]
As shown in FIG. 12, the support body 30 is configured by integrally configuring the support leg 2 and the outer shell 3 of the support body 1 shown in the first embodiment. The support body 30 has a disk shape, and is formed concentrically with a large annular recess 30b that opens in the lower surface 30a. The central portion 30c is a support portion (corresponding to the support leg 2 of the first embodiment), the outer peripheral portion 30d is an outer shell (corresponding to the outer shell 3 of the first embodiment), and the annular recess 30b is a rolling element housing space (hereinafter referred to as a rolling element housing space). "Rolling element storage space 30b").
[0047]
The rolling element storage space 30b has a wide upper portion 30b ′, and is sized such that, for example, a plurality of, for example, three load balls 7 can be stored side by side (triple). The opening ends 30e and 30f that open to the lower surface 30a are inclined surfaces that are inclined in the center direction of the lower surface 30a, and the clearance is such that the load balls 7 can move in multiple rows, for example, two rows.
[0048]
The lower surface 30g of the support portion 30c is a rolling surface and is set slightly lower than the outer diameter of the load ball 7 than the lower surface 30a of the outer peripheral portion 30d. Further, the opening end 30f is set at a position where the height from the upper surface 15a of the base 15 is lower than the center position of the spacer ball 8, and the load ball 7 and the spacer ball 8 are easily pushed up to accommodate the rolling elements. It can be moved to the space 30b. The support body 30 is integrally formed of an iron member. Note that the lower surface 30g as the rolling surface of the support portion 30c and the inner surface of the rolling element storage space 30b are preferably subjected to surface treatment such as rust prevention and lubrication as described above.
[0049]
Then, the load ball 7 and the spacer ball 8 are supplied between the rolling element storage space 30b and the lower surface 30a of the support portion 30c and the upper surface 15a of the base 15. The upper part of the rolling element storage part 30b is a space part, and when the load ball 7 and the spacer ball 8 roll, these can be stored. Then, a support is placed on the upper surface of the support body 30.
[0050]
When the support body 30 moves horizontally in the direction of arrow A, the load ball 7 and the spacer ball 8 roll along with this, move in the direction of arrow A, and are pushed up to the rolling element storage space 30b from the right side in the figure. On the other hand, the load ball 7 and the spacer ball 8 are sequentially supplied between the lower surface 30a of the support portion 30c and the upper surface 15a of the base 15 from the left side of the rolling element storage space 30b. As the load balls 7 and spacer balls 8 on the left side of the figure decrease, the load balls 7 and spacer balls 8 pushed up to the right side of the figure move in the circumferential direction while dividing into the rolling element storage space 30b. While moving to the supply side. Thereby, the load ball 7 and the spacer ball 8 are sequentially supplied between the lower surface 30 g of the support portion 30 c and the upper surface 15 a of the base 15.
[0051]
It should be noted that a window is provided in the outer peripheral portion 30d and a transparent resin member or the like is mounted so that the rolling state of the internal load ball 7 and spacer ball 8 can be confirmed, monitored, or these rolling elements can be replaced. Also good.
In each of the above-described embodiments, the case of supporting a building has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be used as a rolling support for other machine tools, precision instruments, and electronic computers.
[0052]
【The invention's effect】
  As described above, in claim 1 of the present invention, the support body is:The rolling element is a mixture of a first rolling element that supports the support leg and a second rolling element having a smaller diameter than the first rolling element, and the second rolling element is mixed. The rolling element storage space has a gap in which the rolling elements can move in double rows, the filling rate of the rolling elements in the rolling element storage space is 96% or less, and the ratio is 5 to 25%. , Between the lower surface of the support leg and the upper surface of the substrateBy setting the filling rate to 70 to 98%, it is possible to prevent a locking phenomenon and a sliding phenomenon when the rolling element rolls, and to support the structure in a good and stable manner.
[0053]
  According to the second aspect of the present invention, the ratio of the length of the inclined surface of the support portion having a substantially frustoconical shape to the diameter of the lower surface is 0.4 or more, so that the width in the moving direction on the inclined surface of the rolling element is increased, and the lock phenomenon is prevented. It can move smoothly without waking up.
RollThe moving body is interposed between the lower surface of the support leg and the upper surface of the base by mixing the first rolling element that supports the support leg and the second rolling element having a smaller diameter than the first rolling element. Thus, the filling rate of the first rolling elements supporting the support legs can be set to an arbitrary value of 70 to 98%.
[0054]
  Claim3Then, the rolling element is maintained in a good rolling state in the long-term use of the support body by the surface treatment of rust prevention and lubrication, and the slip phenomenon is prevented. Further, it is possible to prevent the upper surface of the base from being scratched. Furthermore, the rolling element can move favorably in the rolling element moving space.
RollBy setting the size of the moving body storage space so that the rolling elements can be moved in a double row, the rolling body can move extremely well in the rolling element storage space. Further, it is not necessary to increase the accuracy of the gaps in the rolling element storage space, the manufacturing becomes easy, and the cost can be greatly reduced.
[0055]
  Claim4Then, when the support body is subjected to vertical vibration, it is pressed against the base by the support means, so that the rolling element interposed between the lower surface of the support leg and the upper surface of the base is prevented from jumping out. The
  Claim5Then, the support body supports the structure so that it can rotate freely in a three-dimensional manner in a horizontal plane, and is not affected by the movement of the structure to be supported against vertical vibration and horizontal movement. It becomes possible to operate smoothly.
[0056]
  Claim6Then, the rolling state of the rolling element in the rolling element storage space can be confirmed and monitored from the transparent window of the outer shell.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a bearing body according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the bearing body shown in FIG. 1 along the arrow II-II.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
4 is an explanatory diagram showing the relationship between the length of the upper surface of the support portion and the diameter of the lower surface when the rolling element moves favorably in the support portion of the support leg of FIG. 2. FIG.
5 is a plan view showing a state in which rolling elements move on the upper surface of the support part shown in FIG.
6 is an explanatory diagram showing the relationship between the length of the upper surface of the support portion and the diameter of the lower surface when the rolling element causes a locking phenomenon in the support portion of the support leg of FIG. 2;
7 is a plan view showing a state in which rolling elements move on the upper surface of the support part shown in FIG. 6;
8 is an explanatory diagram showing the relationship between the friction coefficient and the ratio between the length of the upper surface and the diameter of the lower surface of the support part for the rolling elements to move in the support legs of FIGS. 4 and 6. FIG.
9 is an explanatory diagram showing the relationship between the overall filling factor of the rolling elements and the friction coefficient in the bearing body shown in FIG. 2;
FIG. 10 is a cross-sectional view of a second embodiment of the bearing body according to the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a third embodiment of a bearing body according to the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a bearing body according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 20, 25, 30
2 Support legs
2a, 30c support part
3 outer shell
4 Upper shell
5 Lower shell
6, 30b Rolling element storage space
7 Load balls (rolling elements)
8 Spacer ball (rolling element)
21, 22, 26 Disc spring (elastic member)

Claims

A support leg (2) for supporting the structure on the upper surface (15a) of the base (15) ;
An outer shell (3) provided outside the support leg (2) ;
The overall filling rate is 96% or less, and is interposed between the lower surface (2d) of the support leg (2 ) and the upper surface (15a) of the base (15) at a filling rate of 70 to 98%. to support the legs (2), the roll in accordance with the relative movement of the support legs (2) and the foundation (5), the first rolling body supporting the support leg (2) (7) and the A spherical rolling element (7 ) which is formed by mixing a second rolling element (8) having a smaller diameter than the first rolling element (7), and the mixing ratio of the second rolling element (8) is 5 to 25%. ), (8) ,
And formed between the outer surfaces (2c), (2e) of the support leg (2) and the inner surfaces (4a), (5a) of the outer shell to house the rolling elements (7), (8) , The lower surface (2d) of the support leg (2) is moved by moving the rolling elements (7), (8) that roll with the relative movement of the support leg (2) and the base (15) according to the relative movement. And the upper surface (15a) of the base (15) , and the outer surfaces (2c), (2e) of the support leg (2) and the inner surfaces (4a), (5a) of the outer shell (3), between the rolling elements (7), scaffold, characterized in that a (8) the rolling element receiving space that has a movable gap double row (6).

The support leg includes a support part having a substantially truncated cone shape and a shaft part integrally formed on the top part of the support part, and the ratio of the length of the inclined surface of the support part to the diameter of the lower surface is 0.4 or more. The support body according to claim 1.

The rolling element bearing of claim 1 or 2, characterized in that the surface treatment of the rust and lubrication is applied.

The support body according to any one of claims 1 to 3 , wherein a support means for elastically supporting the structure is provided on the support body.

The scaffold is to any one of claims 1 to 4, characterized in that the support means for rotation and three-dimensionally freely tiltably supporting the structure in a horizontal plane at the top is provided The described support.

The said outer shell is provided with the transparent window opened to the said rolling-element accommodation space, The support body in any one of the Claims 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.