JP4323675B2 - 減衰機能付案内装置及びこの装置を用いた免震装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、を備えた案内装置に関し、特に移動ブロックの移動力を減衰させる減衰機能付案内装置に関する。
また、本発明は、建物の免震装置に係り、特に他に減衰装置を必要とせず、構造を簡単にすることができる減衰機能付案内装置を用いた免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震動の性質を考慮して、その影響をできるだけ小さく抑えるように特に配慮を施した免震構造を採用した建物があり、このような免震建物として、地盤と建物との間に地震によって構造物に伝達される力をできるだけ小さくする免震装置を組み込んだものがある。
【０００３】
例えば、図１３は従来の免震用直線案内装置１が用いられた免震装置を示すものであり、４つの免震用直線案内装置１が基板２上に設けられている。各免震用直線案内装置１は、上下一対の直線案内装置１Ａ，１Ｂを有している。下側の直線案内装置１Ａは、基板２上に固定された軌道レール３と、この軌道レール３にその長手方向へ移動自在に設けられた移動ブロック４とから構成されている。上側の直線案内装置１Ｂは、軌道レール５と、この軌道レール５に移動自在に設けられた移動ブロック６とから構成されている（特開平１−２５９３０号公報参照）。
【０００４】
上記構成の免震装置では、各免震用直線案内装置１の移動ブロック４が基板２に対して水平なＸ方向へ移動可能であり、移動ブロック６がＹ方向へ移動可能である。従って、基板２がＸ，Ｙ方向へ移動したとしても、移動ブロック６によって支持された物品（図示せず）は、ほぼ一定の位置を維持し、振動がほぼ伝わらない。
【０００５】
ところで、従来の免震用直線案内装置１を用いる場合には、減衰装置を別途設けている。例えば、図１３に示すものの場合には、基板２と、４つの移動ブロック６によって支持された載置板（図示せず。この載置板には、物品が載置される。）との間に積層ゴム等からなる減衰部材７からなる減衰装置を設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、減衰装置を別途設けると、(1) 免震装置の構造が複雑になるため、設置作業等余分に手間がかかって作業能率が低下する。(2) 減衰装置のコストが加わり、免震装置が高価なものになる。(3) 減衰装置を備える空間を必要とし、広い取付空間を必要とする。(4) 減衰装置は建物の使用期間と同じだけの長時間にわたってその減衰特性を一定に保持しなければならず、保守が必要である、等の問題が生じる。
【０００７】
また、免震用直線案内装置１および建物全体がゴムからなる減衰部材７の基板２に対する水平方向の摩擦係数、すなわち免震能力に影響を受け、その能力にも各減衰部材７によりばらつきがあるため、免震用直線案内装置１および建物の設計の自由度が大きく制約される。しかも、大きな地震の場合には減衰部材７の減衰効果が過大になり、免震用直線案内装置１による免震効果が低下するおそれがあった。
【０００８】
ところで、軌道レールの両端方向の幅を中央位置の幅より大きくし、軌道レールと移動ブロックの間に設けられた転動体（コロやボール）を挟む転動体転動路を中央位置から両端方向に向かうにつれて狭くし、コロやボールに対して摩擦抵抗を生じさせて移動ブロックの移動力を減衰させ軌道レール自体に減衰機能を持たせることが考えられる。
【０００９】
しかし、軌道レールの両端方向の幅が大きいと、軌道レールの両端部より移動ブロックを組み付けることができない。この場合は、軌道レールの中央部を切断して中央部より移動ブロックを組み付けてから軌道レールを継ぐといった面倒な作業が必要になり、作業効率の低下と軌道レールの強度に不安が生じる。
【００１０】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、減衰装置の取付空間を必要とせず、単純な構造で低コストな減衰機能付案内装置及びこの減衰機能付案内装置を用いた免震装置を提供することを技術的課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の減衰機能付案内装置及びこの装置を用いた免震装置は以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の請求項１に記載の減衰機能付案内装置は、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、を備えた案内装置において、前記軌道レールの頂面に長手方向に沿って穿設された溝と、この溝に複数設けられた楔着孔と、この複数の楔着孔に楔着する複数の楔形状部材と、を有し、前記複数の楔着孔に前記複数の楔形状部材を楔着することによって前記軌道レールの前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を大きくし、前記転動体転動路を相対的に狭めて前記移動ブロックの移動抵抗を大きくすると共に移動力を減衰させることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の構成によれば、複数の楔着孔に複数の楔形状部材を楔着することによって軌道レールに沿った所望の位置で軌道レールの断面形状を所望の大きさに調整でき、転動体を挟む転動溝間の間隔寸法を任意に設定することができる。そして、転動体転動路が相対的に狭まり、転動体の予圧が大きくなると、転動体の転がり抵抗が増加すると共に、転動体としてボールを使用した場合には、ボール各部の転動体転動路に対する回転半径の相異に基づいて生ずる差動滑りによる抵抗が増加して、軌道レール上での移動ブロックの移動抵抗が大きくなる。従って、移動ブロックの移動力が減衰する。
【００１３】
なお、前記のように、転動体としてボールを使用した場合、ボールが転走する転動体転動路の形状は、ボールの半径寸法と略同一半径としたサーキュラ形状と、ボールの半径寸法より大きい２つの円弧からなるゴシックアーチ形状とを採用することができる。このとき、前記サーキュラ形状と、前記ゴシックアーチ形状とを比較するとゴシックアーチ形状の方が同一の予圧によって発生するボールのボール転動溝に対する差動滑り量がサーキュラー形状のボール転動溝より大きいため、移動ブロックの移動抵抗の変化の度合いが大きい。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の減衰機能付案内装置は、請求項１の構成に加え、前記複数の楔形状部材を楔着する深さを前記軌道レールの中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくし、前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に変え、前記移動ブロックが前記軌道レールの中央位置から両端方向に移動したとき前記移動ブロックの移動抵抗が前記中央位置より大きくなることで前記移動ブロックの移動力を減衰させるように構成したものである。
【００１５】
請求項２記載の構成によれば、上述した請求項１に記載の作用をなす他、移動ブロックが軌道レールの中央部にある時は転動体を挟む転動溝間の間隔寸法は変わらず、転動体の予圧が一定なので移動ブロックの移動抵抗は小さい。また移動ブロックが軌道レールの中央部から端部に向け移動したときには、転動体転動路の間隔寸法は相対的に狭まり、転動体への予圧が中央部より大きくなる。そして、転動体の予圧が大きくなると、転動体の転がり抵抗が増加し、減衰力が生じる。従って、請求項２の構成のものは、建物の免震装置として使用できる。また端部近傍で停止させる場合の緩衝装置としても用いることができる。そして、請求項２記載の構成のものは、移動ブロックを軌道レールに組み付けた後に転動溝間の間隔寸法を大きく調節できるので、軌道レールを切断したり継いだりといった面倒な作業が不要になる。
【００１６】
更に、本発明の請求項３に記載の減衰機能付案内装置において、前記軌道レールの頂面を長手方向に沿って直線状に形成した構成のものや、垂直方向に所定の曲率をもって円弧状に形成したものを例示することができる。
【００１７】
更にまた、本発明の請求項４に記載の減衰機能付案内装置は、前記楔着孔をテーパ雌ねじに形成し、前記楔形状部材をテーパねじに形成して、前記複数のテーパ雌ねじに前記複数のテーパねじを螺合することによって前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を変えるように構成したものである。
【００１８】
請求項４記載の構成によれば、上述した請求項１から請求項３に記載の作用をなす他、ねじを螺合するといった簡単な操作によって、転動体を挟む転動溝間の間隔寸法を任意に調節する作業が容易にできる。
【００１９】
更にまた、本発明の請求項５に記載の減衰機能付案内装置を用いた免震装置は、地盤と建物との間に組み込む減衰機能付案内装置を用いた免震装置であって、前記減衰機能付案内装置が、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、前記軌道レールの頂面に長手方向に沿って穿設された溝と、この溝に複数設けられた楔着孔と、この複数の楔着孔に楔着する複数の楔形状部材と、を有し、前記複数の楔形状部材を楔着する深さを前記軌道レールの中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくし、前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に変え、前記転動体転動路を相対的に狭めて前記移動ブロックの移動抵抗を大きくすると共に移動力を減衰させるものであり、前記減衰機能付案内装置を少なくとも２つ交叉させ、一方の減衰機能付案内装置の前記軌道レールまたは前記移動ブロックと他方の減衰機能付案内装置の前記軌道レールまたは前記移動ブロックとが連結固定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の構成によれば、減衰機能付案内装置が互いに交叉する方向に重ねられており、２つの移動方向を組み合わせた平面あるいは三次元的な運動をするので、地震で地盤がどのような方向に振動しても、交叉する２つの移動案内装置の移動方向の重ね合わせによってどの様な方向に沿ってでも建物の振動を低減し、また振動を減衰させることができる。
【００２１】
請求項５記載の構成によれば、地震の時に地盤の振動は免震装置の案内運動により略絶縁され、建物には直接は伝達されない。建物は案内装置の摩擦により振動は伝わるが、地震波の振幅より小さな振幅で振動することになる。このための建物の振幅及び加速度地盤の振幅及び加速度より小さなものとなり、建物には破壊的な振動は加わらない。
【００２２】
そして、この構成によれば、軌道レールが軸方向に形状が変えられることによって、移動ブロックが中央位置にあるとき転動体移送抵抗を所定の値とされ、移動ブロックが中央位置から両端方向のいずれかに移動したとき移動ブロックの移動抵抗を中央位置の値より大きくなるものとされている。このため、建物の振動に伴って移動ブロックが軌道レールに沿って中央位置から両端方向に振動すると、移動ブロックの移動時の抵抗、すなわち転動体及び軌道レールの弾性変形、転動摩擦等によって、建物の振動のエネルギーは熱エネルギーとして大気、地盤に放出されて、建物の振動は案内装置自体によって減衰される。
【００２３】
つまり、減衰機能付案内装置は案内装置としての機能をなすとともに、減衰装置（ダンパ）としての機能をなす。従って、本発明の減衰機能付案内装置を用いた免震装置には減衰装置を別途に設ける必要はなく、それ自体で建物の振動を減衰させることができる。
【００２４】
更に、請求項５記載の減衰機能付案内装置を用いた免震装置において、軌道レールの頂面が垂直方向に所定の曲率をもつ円弧状に形成された軌道レールを地盤と建物との間に使用すると、移動ブロックが軌道レールの中心から外れた位置に移動した場合、移動ブロックが常に軌道レールの中心より高い位置にあるため、重力により、低い位置に戻る力が復元力として作用し、元の軌道レールの中心部に戻ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
［減衰機能付案内装置の構造］
本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置は、図１に示すように、軌道レール１４２と、この軌道レール１４２に沿って移動する移動ブロック１４１とを備えている。そして、軌道レール１４２と移動ブロック１４１との間には、多数のボール（転動体）Ｂが転動自在に設けられている。
【００２６】
軌道レール１４２は、断面略矩形に形成されている。軌道レール１４２の左右両側面１４２ｃ，１４２ｄには、長手方向に沿って上下一対のボール転動溝１４３，１４４が形成されている。
【００２７】
移動ブロック１４１は連結部１４５とその両側から下方に向けて垂下された左右一対の袖部１４６，１４７とを有して下面側に凹部を備えている。そして移動ブロック１４１の両袖部１４６，１４７には、軌道レール１４２のボール転動溝１４３，１４４に対応する位置に長手方向に沿って、上下一対のボール転動溝１４８，１４９が形成されている。
【００２８】
また移動ブロック１４１には、上下一対のボール転動溝１４８，１４９に隣接して、かつ、これらボール転動溝１４８，１４９に対応して上下一対の無負荷ボール穴１５０，１５１が形成されている。移動ブロック１４１の前後両端面は内面側にボール転動溝１４８，１４９と無負荷ボール穴１５０，１５１の各端部間を互いに連結して無限循環通路を形成するボール方向転換通路を有した蓋帯１５２，１５２が取り付けられている。そして、多数のボールＢは、各無限循環通路内を循環し、軌道レール１４２のボール転動溝１４３，１４４と移動ブロック１４１のボール転動溝１４８，１４９との間で荷重を負荷しながら転送するようになっている。
【００２９】
ボール転動溝１４３，１４４，１４８，１４９は、その横断面形状をボール半径よりも大きい半径の単一の円弧として曲面状に形成されたサーキュラー溝からなり、ボール転動溝１４３，１４４，１４８，１４９は、ボールＢが接触転動する接触面を一面のみ有している。
【００３０】
軌道レール１４２を更に説明すると、軌道レール１４２の頂面中央には、長手方向に沿って溝１１が穿設されている。そして、この溝１１には、軌道レール１４２の頂面より垂直方向に複数のテーパ雌ねじ（楔着孔）１２が螺設されている。また軌道レール１４２には、頂面より垂直方向に軌道レール１４２を他の部材に取り付けるための取付用穴１３が複数穿設されている。そして、複数のテーパ雌ねじ１２は、図３に示すように、取付用穴１３の穿設位置を避けて、長手方向に沿って所定間隔毎に螺設されている。
【００３１】
複数のテーパ雌ねじ１２には、図４（ａ）に示すテーパねじ（楔形状部材）１４が螺合（楔着）される。このテーパねじ１４は外径 9.728mm、高さ 7mmのものである。またテーパねじ１４の傾きは、図４（ｂ）に示すように、約 4.764°である。
【００３２】
そして、テーパ雌ねじ１２にテーパねじ１４を螺合していくと、締め込み量（ねじ込む深さ）に従って軌道レール１４２が両側に開き、上下一対のボール転動溝１４３，１４４間の転動面ピッチ（間隔寸法）が変化する。すなわち、テーパねじ１４を軌道レール１４２頂面と同一位置まで螺合し（図５（ａ）参照）、次に軌道レール１４２頂面より 1.2mmの位置まで螺合し（図５（ｂ）参照）、更に軌道レール１４２頂面より 2.4mmの位置まで螺合（図５（ｃ）参照）すると、ボール転動溝１４３，１４４の間の間隔寸法が、図６の２点鎖線に示すように変化する。図７は締め込み量（ねじ込む深さ）とレールの開きを、テーパねじ１４を軌道レール１４２頂面と同一位置まで螺合した場合（図５（ａ）参照）、軌道レール１４２頂面より 1.2mmの位置まで螺合した場合（図５（ｂ）参照）、軌道レール１４２頂面より 2.4mmの位置まで螺合した場合（図５（ｃ）参照）について表にしたものである。
【００３３】
［減衰機能付案内装置の作用］
図８は軌道レール１４２の中心から端面に向かうに連れて、テーパ雌ねじ１２にテーパねじ１４を螺合する締め込み量（ねじ込む深さ）を大きくした場合を二点鎖線によって示したものである。図８に示すように、テーパねじ１４の締め込み量により、軌道レール１４２の断面形状を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に調整することが可能となる。
【００３４】
すると、移動ブロック１４１側のボール転動溝１４８，１４９は寸法に変化はないので、移動ブロック１４１が軌道レール１４２の中央位置から両端方向に移動したとき、ボール転動溝１４８，１４９とボール転動溝１４３，１４４との間の間隔寸法が変わる。そして、ボール転動溝間を接触転動するボールＢに対する移動抵抗は中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくなる。従って、移動ブロック１４１は、中央位置より両端方向に向かうに連れて減衰力が得られる。
【００３５】
また、軌道レール１４２に移動ブロック１４１を組み込んだ後、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することによって、容易にボール転動溝間の間隔寸法を変化させることができる。従って、軌道レール１４２に移動ブロック１４１を組み込んだ後、ボール転動溝間の間隔寸法を大きくするなど所定の寸法に調節できるので、従来行われていたような軌道レール１４２を切断したり継いだりといった面倒な作業が不要になる。
【００３６】
本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置は、移動ブロック１４１が両端方向に向かうに連れて減衰力が生じる構成なので、端部近傍で停止させる場合の緩衝装置としても用いることができる。
【００３７】
なお、実施の形態１では、軌道レール１４２の頂面が長手方向に沿って直線状に形成されたものとして説明したが、本発明の減衰機能付案内装置には、軌道レールの頂面が円弧状に形成されたものも含まれる。
【００３８】
次に、実施の形態２として円弧状の軌道レールを有する減衰機能付案内装置（以下、曲線案内装置という）を説明する。なお、実施の形態２と実施の形態１との違いは軌道レールの頂面が円弧状か直線状かの違いのみなので、移動ブロック等の説明は省略する。
【００３９】
軌道レール１７２は、図９に示すように、断面略矩形に形成されると共に、軌道レール１７２の頂面が垂直方向に曲率Ｒをもって円弧状に形成されている。また、軌道レール１７２の左右両側面１７２ｃ，１７２ｄには、長手方向に沿って上下一対のボール転動溝１７３，１７４が形成されている。更に、軌道レール１７２の頂面中央には、長手方向に沿って溝１１ａが穿設されている。
【００４０】
溝１１ａには、軌道レール１７２の頂面より垂直方向に複数のテーパ雌ねじ１２ａが螺設されている。また軌道レール１７２には、頂面より垂直方向に軌道レール１７２を他の部材に取り付けるための取付用穴１３ａが複数穿設されている。そして、複数のテーパ雌ねじ１２ａは、取付用穴１３ａの穿設位置を避けて、長手方向に沿って所定間隔毎に螺設されている。複数のテーパ雌ねじ１２ａには、実施の形態１で説明したテーパねじ１４が螺合される。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態３に係る減衰機能付案内装置を用いた免震装置（以下免震装置という）を図１０および図１１に基づいて説明する。
［実施の形態３に係る免震装置の構造］
本発明の免震装置３３は、図１０に示すように、建物３１と地盤３２との間に複数台（図１０では４台）設けられ、建物３１の地震による振動を軽減し、かつ衰退する。また免震装置は、上下の減衰機能付案内装置（以下、下側案内装置１４０あるいは上側案内装置１６０という）の直線案内の組み合わせにより、所定平面上を振動するものとされている。
【００４２】
また各免震装置３３は、地盤３２に取り付けられる下側案内装置１４０と、この下側案内装置１４０と交叉する方向に建物３１に取り付けられる上側案内装置１６０とを備え、水平面の全方向で振動絶縁及び減衰を行うものである。なお、各免震装置３３の設置個所は建物の振動特性等を考慮して建物毎に定められる。
【００４３】
更に、免震装置３３を詳しく説明すると、図１１に示すように、地盤３２側に固定される下側案内装置１４０と、下側案内装置１４０の上方に配置され下側案内装置１４０の運動平面と略直角に交叉する運動平面を有する上側案内装置１６０とを備えている。
【００４４】
なお、実施の形態３では、下側案内装置１４０の移動ブロック１４１と上側案内装置１６０の移動ブロック１６１が連結固定されている。そして、下側案内装置１４０及び上側案内装置１６０は、同一の構成のものを上下対称とした構成になっている。
【００４５】
下側案内装置１４０と上側案内装置１６０は実施の形態１で説明した減衰機能付案内装置なので、溝１１、テーパ雌ねじ１２、テーパねじ１４等の構造や作用についての説明は省略する。また、下側案内装置１４０と上側案内装置１６０は同一構成なので、下側案内装置１４０を図示して説明するが、括弧内の符号は上側案内装置１６０の各構成要素の符号および説明を示す。
【００４６】
下側（上側）案内装置１４０（１６０）は、軌道レール１４２（１６２）と、軌道レール１４２（１６２）に多数のボールＢを介して摺動自在に支持された無限ボール循環路を形成した移動ブロック１４１（１６１）を備えている。
【００４７】
軌道レール１４２（１６２）は、断面略矩形に形成されている。
そして、この実施の形態３の免震装置では、軌道レール１４２（１６２）に移動ブロック１４１（１６１）を組み込んだ後、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することによって、軌道レール１４２（１６２）の断面形状は、軌道レール１４２（１６２）の軌道軸方向における中央部分に比べてその両端部分において、転動体であるボールＢが挟む軌道レール１４２（１６２）の間隔が広く形成されている。これにより、移動ブロック１４１（１６２）が軌道レール１４２（１６２）の中央位置にあるとき、移動抵抗が所定のものとされるとともに、移動ブロック１４１（１６１）が中央位置から移動したとき、移動ブロック１４１（１６１）の移動抵抗が中央位置より大きいものとなる。
【００４８】
すなわち、この実施の形態３では、軌道レール１４２（１６２）は、図２に示すように、軌道レール１４２（１６２）の左右両側面１４２ｃ（１６２ｃ），１４２ｄ（１６２ｄ）に設けられた上下一対のボール転動溝１４３，１４４（１６３，１６４）のレール幅を挟む間隔寸法Ｗをレールの長さ方向の中央部において所定の間隔寸法（Ｗ＝ｗ）とし、軌道レール１４２（１６２）の両端において上記所定の値より予め定めた増加値（δｗ）だけ増した間隔寸法（Ｗ＝ｗ＋δｗ）となるように連続的に増加させられたものである。
【００４９】
この場合には、ボールＢがボール転動溝１４３，１４４（１６３，１６４）を転動しつつ軌道レール１４２（１６２）を幅方向で挟む寸法が、軌道レール１４２（１６２）の中央部に比べて両端方向に向かって大きくなっていき、移動ブロック１４１（１６１）が軌道レール１４２（１６２）の中央部から両端に移動するに従って、ボールＢへの予圧が軌道レール１４２（１６２）の中央部に比べて両端方向に向かって大きくなって、移動ブロック１４１（１６１）の移動抵抗が中央部に比べて両端方向に向かって大きくなっていく。
【００５０】
そして、移動ブロック１４１（１６１）が移動する際に、移動ブロック１４１（１６１）の移動時の抵抗、すなわち転動体及び軌道レール１４２（１６２）の弾性変形、転動摩擦等によって、建物３１の振動のエネルギーは熱エネルギーとして大気、地盤３２に放出されて、建物３１の振動は案内装置１４０（１６０）自体によって減衰される。
【００５１】
また、上記増加量δｗの大きさ及び増加の特性は、必要とする免震装置の大きさ、減衰特性等によって決定される。そして、上記増加量δｗの大きさに応じて、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整すればよい。
【００５２】
このように各免震装置３３は、地盤３２の振動を建物３１を水平状態に保ったまま軽減し、振動を減衰することができる。
【００５３】
従って、この実施の形態３の免震装置によれば、案内装置１４０，１６０自体に減衰機能を与えることができ、免震装置に特に他の減衰機構を設ける必要はない。
【００５４】
また転動体が挟むレール１４２（１６２）の間隔寸法（Ｗ）の増加量（δｗ）の大きさや増加特性をテーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することにより、所望の減衰特性を得ることができる。
【００５５】
従って、地震で地盤３２がどのような方向に振動しても、交叉する２つの移動案内装置１４０，１６０の移動方向の重ね合わせによってどのような方向に沿ってでも建物３１を水平に保ちながら振動を低減し、また振動を減衰させることができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態３では、建物の免震装置の上下の案内装置は、軌道レールが長手方向に直線形状である案内装置として説明したが、別の実施の形態として上下の案内装置のうち一方あるいは両方を長手方向の軌道レールが垂直方向に所定の曲率をもって円弧状に形成されている曲線案内装置として構成することができる。
【００５７】
［実施の形態４に係る免震装置の構造］
次に、本発明の実施の形態４に係る免震装置３３ａを図１２に基づいて説明する。
実施の形態４の免震装置３３ａも、図１０に示すように、建物３１と地盤３２との間に複数台設（４台）けられ、建物３１の地震による振動を軽減し、かつ衰退する。また免震装置３３ａは、上下の曲線案内装置（以下、下側曲線案内装置１７０あるいは上側曲線案内装置１８０という）の曲線案内の組み合わせにより、所定曲面上を振動するものとされている。
【００５８】
また各免震装置３３ａは、地盤３２に取り付けられる下側曲線案内装置１７０と、この下側曲線案内装置１７０と交叉する方向に建物３１に取り付けられる上側曲線案内装置１８０とを備え、水平面の全方向で振動絶縁及び減衰を行うものである。
【００５９】
そして、本免震装置３３ａの下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０との間には、建物３１との間の傾きを許容する傾斜吸収部材１９０が設けられている。この傾斜吸収部材１９０としては球面継手、自在継手、ゴム等の弾性体等により構成したものを使用することができる。なお、各免震装置３３の設置個所は、建物の振動特性等を考慮して建物毎に定められる。
【００６０】
この傾斜吸収部材１９０を設けることにより、上下の曲線案内装置１７０，１８０の間で回転を防止することができ、また上下の曲線案内装置１７０，１８０の間で相互に姿勢を変更することができ、更に上下の移動ブロックが分離されることがなく、しっかりと連結することができる。
【００６１】
また、下側曲線案内装置１７０は地盤３２に固定される基台１１０の上側に配置され、下側曲線案内装置１７０の上方に配置され下側曲線案内装置１７０の運動平面と略直角に交叉する運動平面を有する上側曲線案内装置１８０と、下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０との間に位置し、下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０とを接続する結合部材１９０と、上側曲線案内装置１８０上に固定され建物３１を積載する移動台１２０とを備えている。
【００６２】
下側曲線案内装置１７０及び上側曲線案内装置１８０は、同一の構成のものを上下対称としたものからなり、互いに移動ブロック１７１，１８１が結合部材１９０を介して接続された構成になっている。
【００６３】
また、下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０は同一構成なので、下側曲線案内装置１７０を図示して説明するが、括弧内の符号は上側曲線案内装置１８０の各構成要素の符号および説明を示す。
【００６４】
下側（上側）曲線案内装置１７０（１８０）は、軌道レール１７２（１８２）と、軌道レール１７２（１８２）に多数のボールＢを介して摺動自在に支持された無限ボール循環路を形成した移動ブロック１７１（１８１）を備えている。なお、軌道レール１７２（１８２）は、実施の形態２（図９参照）と同様なのでその説明を省略する。
【００６５】
この実施の形態４の免震装置３３ａも、上記実施の形態と同様に、軌道レール１７２（１８２）に移動ブロック１７１（１８１）を組み込んだ後、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することによって、軌道レール１７２（１８２）の断面形状は、軌道レール１７２（１８２）の軌道軸方向における中央部分に比べてその両端部分において、転動体であるボールＢが挟む軌道レール１７２（１８２）の間隔が広く形成されている。これにより、移動ブロック１７１（１８２）が軌道レール１７２（１８２）の中央位置にあるとき、移動抵抗が所定のものとされるとともに、移動ブロック１７１（１８１）が中央位置から移動したとき、移動ブロック１７１（１８１）の移動抵抗が中央位置より大きいものとなる。
【００６６】
すなわち、この実施の形態４も、軌道レール１７２（１８２）は、軌道レール１７２（１８２）の左右両側面に設けられた上下一対のボール転動溝のレール幅を挟む間隔寸法Ｗをレールの長さ方向の中央部において所定の間隔寸法（Ｗ＝ｗ）とし、軌道レール１７２（１８２）の両端において上記所定の値より予め定めた増加値（δｗ）だけ増した間隔寸法（Ｗ＝ｗ＋δｗ）となるように連続的に増加させられたものである。
【００６７】
従って、この実施の形態４の免震装置３３ａによれば、実施の形態３の作用効果に加え、下記の作用効果を有する。すなわち、地盤３２が揺れると、移動ブロック１７１（１８１）が軌道レール１７２（１８２）の中心から外れた位置に移動する。すると、移動ブロック１７１（１８１）が常に軌道レール１７２（１８２）の中心より高い位置にあるため、重力により、円弧状のより低い位置に戻る力が復元力として作用し、元の軌道レール１７２（１８２）の中心部に戻ることができる。
【００６８】
また上記実施の形態において、ボール転動溝の断面形状はボールの直径寸法と略同一直径としたサーキュラー形状として説明したが、ボール転動溝の断面形状をボールの直径寸法より大きい２つの円弧からなるゴシックアーチ形状とすることができる。ボール転動溝の断面形状をゴシックアーチ形状にすると、サーキュラー形状にしたときに比べてボールが挟む軌道レール間の寸法の変化に対する抵抗の変化の度合いが大きいものとなる。
【００６９】
更に、上記実施の形態においては、転動体としてボールを例として説明したが、転動体としてローラを使用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以上のような構成および作用を備えるので下記の効果を有する。
【００７１】
請求項１記載の発明によれば、複数の楔着孔に複数の楔形状部材を楔着することによって軌道レールに沿った所望の位置で軌道レールの断面形状を所望の大きさに調整でき、転動体を挟む転動溝間の間隔寸法を任意に設定することができ、軌道レールに沿った所望の位置で移動ブロックの移動力を減衰できる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、移動ブロックが軌道レールの中央部から端部に向け移動したときには、転動体の転がり抵抗が増加し、減衰力が生じるので、建物の免震装置として使用した場合、減衰機能を果たすことができる。また端部近傍で停止させる場合の緩衝装置としても用いることができる。そして、請求項２記載の構成のものは、移動ブロックを軌道レールに組み付けた後に転動溝間の間隔寸法を大きくするなど所望寸法に調節できるので、従来行っていたように軌道レールを切断したり継いだりといった面倒な作業が不要になる。
【００７３】
請求項４記載の発明によれば、テーパねじを螺合するといった簡単な操作によって、転動体を挟む転動溝の間隔を任意に調節する作業が容易にできる。
【００７４】
請求項５記載の発明によれば、地震で地盤がどのような方向に振動しても、交叉する２つの移動案内装置の移動方向の重ね合わせによってどの様な方向に沿ってでも建物の振動を低減し、また振動を減衰させることができる。
【００７５】
すなわち、請求項５記載の発明は案内装置としての機能をなすとともに、減衰装置（ダンパ）としての機能をなす。従って、本発明の免震装置には他の装置としての減衰装置を設ける必要はなく、設置スペースが少なくて済み、また費用が嵩まない。
【００７６】
また、請求項５記載の発明は楔形状部材の楔着する深さを調節することで、減衰力も調節可能なので、建物の固有振動数、方向による振動特性、地震波の方向的特性に応じて減衰力を調節して軌道レールの断面形状の幅を組み合わせることにより、適切な対処が可能となる。
【００７７】
更に、請求項５記載の減衰機能付案内装置を用いた免震装置において、軌道レールの頂面が垂直方向に所定の曲率をもつ円弧状に形成された軌道レールを地盤と建物との間に使用すると、移動ブロックが軌道レールの中心から外れた位置に移動した場合、移動ブロックが常に軌道レールの中心より高い位置にあるため、重力により、低い位置に戻る力が復元力として作用し、元の軌道レールの中心部に戻ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置の断面図である。
【図３】軌道レールの斜視図である。
【図４】テーパねじの説明図であり、図４（ａ）はテーパねじの外形図を示し、図４（ｂ）はテーパねじの傾きを示す。
【図５】軌道レールの断面図であり、図５（ａ）はテーパねじを軌道レール頂面と同一位置まで螺合した場合を示し、図５（ｂ）は軌道レール頂面より 1.2mmの位置まで螺合した場合を示し、図５（ｃ）は軌道レール頂面より 2.4mmの位置まで螺合した場合を示す。
【図６】軌道レールの断面図であり、締め込んだ時のレールの開きを示す。
【図７】締め込み量（ねじ込む深さ）とレールの開きとの関係を示す表である。
【図８】軌道レールの平面図であり、中心部から両端部へ向かうに連れてテーパねじの締め込み量を増加させた状態を示す。
【図９】別の実施の形態２に係わる軌道レールの斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る免震装置の概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る免震装置の拡大概略図である。
【図１２】別の実施の形態４に係る免震装置の拡大概略図である。
【図１３】従来の免震装置の概略図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ…溝
１２，１２ａ…テーパ雌ねじ（楔着孔）
１３，１３ａ…取付用穴
１４…テーパねじ（楔形状部材）
３１…建物
３２…地盤
３３，３３ａ…免震装置
１１０…基板
１２０…移動台
１４０…下側案内装置
１４１，１６１…移動ブロック
１４２，１６２…軌道レール
１４３，１４４，１４８，１４９…ボール転動溝
１６０…上側案内装置
１７０…下側曲線案内装置
１７２，１８２…軌道レール
１７３，１７４…ボール転動溝
１８０…上側曲線案内装置
１９０…傾斜吸収部材
Ｂ…ボール（転動体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、を備えた案内装置に関し、特に移動ブロックの移動力を減衰させる減衰機能付案内装置に関する。
また、本発明は、建物の免震装置に係り、特に他に減衰装置を必要とせず、構造を簡単にすることができる減衰機能付案内装置を用いた免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震動の性質を考慮して、その影響をできるだけ小さく抑えるように特に配慮を施した免震構造を採用した建物があり、このような免震建物として、地盤と建物との間に地震によって構造物に伝達される力をできるだけ小さくする免震装置を組み込んだものがある。
【０００３】
例えば、図１３は従来の免震用直線案内装置１が用いられた免震装置を示すものであり、４つの免震用直線案内装置１が基板２上に設けられている。各免震用直線案内装置１は、上下一対の直線案内装置１Ａ，１Ｂを有している。下側の直線案内装置１Ａは、基板２上に固定された軌道レール３と、この軌道レール３にその長手方向へ移動自在に設けられた移動ブロック４とから構成されている。上側の直線案内装置１Ｂは、軌道レール５と、この軌道レール５に移動自在に設けられた移動ブロック６とから構成されている（特開平１−２５９３０号公報参照）。
【０００４】
上記構成の免震装置では、各免震用直線案内装置１の移動ブロック４が基板２に対して水平なＸ方向へ移動可能であり、移動ブロック６がＹ方向へ移動可能である。従って、基板２がＸ，Ｙ方向へ移動したとしても、移動ブロック６によって支持された物品（図示せず）は、ほぼ一定の位置を維持し、振動がほぼ伝わらない。
【０００５】
ところで、従来の免震用直線案内装置１を用いる場合には、減衰装置を別途設けている。例えば、図１３に示すものの場合には、基板２と、４つの移動ブロック６によって支持された載置板（図示せず。この載置板には、物品が載置される。）との間に積層ゴム等からなる減衰部材７からなる減衰装置を設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、減衰装置を別途設けると、(1) 免震装置の構造が複雑になるため、設置作業等余分に手間がかかって作業能率が低下する。(2) 減衰装置のコストが加わり、免震装置が高価なものになる。(3) 減衰装置を備える空間を必要とし、広い取付空間を必要とする。(4) 減衰装置は建物の使用期間と同じだけの長時間にわたってその減衰特性を一定に保持しなければならず、保守が必要である、等の問題が生じる。
【０００７】
また、免震用直線案内装置１および建物全体がゴムからなる減衰部材７の基板２に対する水平方向の摩擦係数、すなわち免震能力に影響を受け、その能力にも各減衰部材７によりばらつきがあるため、免震用直線案内装置１および建物の設計の自由度が大きく制約される。しかも、大きな地震の場合には減衰部材７の減衰効果が過大になり、免震用直線案内装置１による免震効果が低下するおそれがあった。
【０００８】
ところで、軌道レールの両端方向の幅を中央位置の幅より大きくし、軌道レールと移動ブロックの間に設けられた転動体（コロやボール）を挟む転動体転動路を中央位置から両端方向に向かうにつれて狭くし、コロやボールに対して摩擦抵抗を生じさせて移動ブロックの移動力を減衰させ軌道レール自体に減衰機能を持たせることが考えられる。
【０００９】
しかし、軌道レールの両端方向の幅が大きいと、軌道レールの両端部より移動ブロックを組み付けることができない。この場合は、軌道レールの中央部を切断して中央部より移動ブロックを組み付けてから軌道レールを継ぐといった面倒な作業が必要になり、作業効率の低下と軌道レールの強度に不安が生じる。
【００１０】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、減衰装置の取付空間を必要とせず、単純な構造で低コストな減衰機能付案内装置及びこの減衰機能付案内装置を用いた免震装置を提供することを技術的課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の減衰機能付案内装置及びこの装置を用いた免震装置は以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の請求項１に記載の減衰機能付案内装置は、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、を備えた案内装置において、前記軌道レールの頂面に長手方向に沿って穿設された溝と、この溝に複数設けられた楔着孔と、この複数の楔着孔に楔着する複数の楔形状部材と、を有し、前記複数の楔着孔に前記複数の楔形状部材を楔着することによって前記軌道レールの前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を大きくし、前記転動体転動路を相対的に狭めて前記移動ブロックの移動抵抗を大きくすると共に移動力を減衰させることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の構成によれば、複数の楔着孔に複数の楔形状部材を楔着することによって軌道レールに沿った所望の位置で軌道レールの断面形状を所望の大きさに調整でき、転動体を挟む転動溝間の間隔寸法を任意に設定することができる。そして、転動体転動路が相対的に狭まり、転動体の予圧が大きくなると、転動体の転がり抵抗が増加すると共に、転動体としてボールを使用した場合には、ボール各部の転動体転動路に対する回転半径の相異に基づいて生ずる差動滑りによる抵抗が増加して、軌道レール上での移動ブロックの移動抵抗が大きくなる。従って、移動ブロックの移動力が減衰する。
【００１３】
なお、前記のように、転動体としてボールを使用した場合、ボールが転走する転動体転動路の形状は、ボールの半径寸法と略同一半径としたサーキュラ形状と、ボールの半径寸法より大きい２つの円弧からなるゴシックアーチ形状とを採用することができる。このとき、前記サーキュラ形状と、前記ゴシックアーチ形状とを比較するとゴシックアーチ形状の方が同一の予圧によって発生するボールのボール転動溝に対する差動滑り量がサーキュラー形状のボール転動溝より大きいため、移動ブロックの移動抵抗の変化の度合いが大きい。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の減衰機能付案内装置は、請求項１の構成に加え、前記複数の楔形状部材を楔着する深さを前記軌道レールの中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくし、前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に変え、前記移動ブロックが前記軌道レールの中央位置から両端方向に移動したとき前記移動ブロックの移動抵抗が前記中央位置より大きくなることで前記移動ブロックの移動力を減衰させるように構成したものである。
【００１５】
請求項２記載の構成によれば、上述した請求項１に記載の作用をなす他、移動ブロックが軌道レールの中央部にある時は転動体を挟む転動溝間の間隔寸法は変わらず、転動体の予圧が一定なので移動ブロックの移動抵抗は小さい。また移動ブロックが軌道レールの中央部から端部に向け移動したときには、転動体転動路の間隔寸法は相対的に狭まり、転動体への予圧が中央部より大きくなる。そして、転動体の予圧が大きくなると、転動体の転がり抵抗が増加し、減衰力が生じる。従って、請求項２の構成のものは、建物の免震装置として使用できる。また端部近傍で停止させる場合の緩衝装置としても用いることができる。そして、請求項２記載の構成のものは、移動ブロックを軌道レールに組み付けた後に転動溝間の間隔寸法を大きく調節できるので、軌道レールを切断したり継いだりといった面倒な作業が不要になる。
【００１６】
更に、本発明の請求項３に記載の減衰機能付案内装置において、前記軌道レールの頂面を長手方向に沿って直線状に形成した構成のものや、垂直方向に所定の曲率をもって円弧状に形成したものを例示することができる。
【００１７】
更にまた、本発明の請求項４に記載の減衰機能付案内装置は、前記楔着孔をテーパ雌ねじに形成し、前記楔形状部材をテーパねじに形成して、前記複数のテーパ雌ねじに前記複数のテーパねじを螺合することによって前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を変えるように構成したものである。
【００１８】
請求項４記載の構成によれば、上述した請求項１から請求項３に記載の作用をなす他、ねじを螺合するといった簡単な操作によって、転動体を挟む転動溝間の間隔寸法を任意に調節する作業が容易にできる。
【００１９】
更にまた、本発明の請求項５に記載の減衰機能付案内装置を用いた免震装置は、地盤と建物との間に組み込む減衰機能付案内装置を用いた免震装置であって、前記減衰機能付案内装置が、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、前記軌道レールの頂面に長手方向に沿って穿設された溝と、この溝に複数設けられた楔着孔と、この複数の楔着孔に楔着する複数の楔形状部材と、を有し、前記複数の楔形状部材を楔着する深さを前記軌道レールの中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくし、前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に変え、前記転動体転動路を相対的に狭めて前記移動ブロックの移動抵抗を大きくすると共に移動力を減衰させるものであり、前記減衰機能付案内装置を少なくとも２つ交叉させ、一方の減衰機能付案内装置の前記軌道レールまたは前記移動ブロックと他方の減衰機能付案内装置の前記軌道レールまたは前記移動ブロックとが連結固定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の構成によれば、減衰機能付案内装置が互いに交叉する方向に重ねられており、２つの移動方向を組み合わせた平面あるいは三次元的な運動をするので、地震で地盤がどのような方向に振動しても、交叉する２つの移動案内装置の移動方向の重ね合わせによってどの様な方向に沿ってでも建物の振動を低減し、また振動を減衰させることができる。
【００２１】
請求項５記載の構成によれば、地震の時に地盤の振動は免震装置の案内運動により略絶縁され、建物には直接は伝達されない。建物は案内装置の摩擦により振動は伝わるが、地震波の振幅より小さな振幅で振動することになる。このための建物の振幅及び加速度地盤の振幅及び加速度より小さなものとなり、建物には破壊的な振動は加わらない。
【００２２】
そして、この構成によれば、軌道レールが軸方向に形状が変えられることによって、移動ブロックが中央位置にあるとき転動体移送抵抗を所定の値とされ、移動ブロックが中央位置から両端方向のいずれかに移動したとき移動ブロックの移動抵抗を中央位置の値より大きくなるものとされている。このため、建物の振動に伴って移動ブロックが軌道レールに沿って中央位置から両端方向に振動すると、移動ブロックの移動時の抵抗、すなわち転動体及び軌道レールの弾性変形、転動摩擦等によって、建物の振動のエネルギーは熱エネルギーとして大気、地盤に放出されて、建物の振動は案内装置自体によって減衰される。
【００２３】
つまり、減衰機能付案内装置は案内装置としての機能をなすとともに、減衰装置（ダンパ）としての機能をなす。従って、本発明の減衰機能付案内装置を用いた免震装置には減衰装置を別途に設ける必要はなく、それ自体で建物の振動を減衰させることができる。
【００２４】
更に、請求項５記載の減衰機能付案内装置を用いた免震装置において、軌道レールの頂面が垂直方向に所定の曲率をもつ円弧状に形成された軌道レールを地盤と建物との間に使用すると、移動ブロックが軌道レールの中心から外れた位置に移動した場合、移動ブロックが常に軌道レールの中心より高い位置にあるため、重力により、低い位置に戻る力が復元力として作用し、元の軌道レールの中心部に戻ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
［減衰機能付案内装置の構造］
本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置は、図１に示すように、軌道レール１４２と、この軌道レール１４２に沿って移動する移動ブロック１４１とを備えている。そして、軌道レール１４２と移動ブロック１４１との間には、多数のボール（転動体）Ｂが転動自在に設けられている。
【００２６】
軌道レール１４２は、断面略矩形に形成されている。軌道レール１４２の左右両側面１４２ｃ，１４２ｄには、長手方向に沿って上下一対のボール転動溝１４３，１４４が形成されている。
【００２７】
移動ブロック１４１は連結部１４５とその両側から下方に向けて垂下された左右一対の袖部１４６，１４７とを有して下面側に凹部を備えている。そして移動ブロック１４１の両袖部１４６，１４７には、軌道レール１４２のボール転動溝１４３，１４４に対応する位置に長手方向に沿って、上下一対のボール転動溝１４８，１４９が形成されている。
【００２８】
また移動ブロック１４１には、上下一対のボール転動溝１４８，１４９に隣接して、かつ、これらボール転動溝１４８，１４９に対応して上下一対の無負荷ボール穴１５０，１５１が形成されている。移動ブロック１４１の前後両端面は内面側にボール転動溝１４８，１４９と無負荷ボール穴１５０，１５１の各端部間を互いに連結して無限循環通路を形成するボール方向転換通路を有した蓋帯１５２，１５２が取り付けられている。そして、多数のボールＢは、各無限循環通路内を循環し、軌道レール１４２のボール転動溝１４３，１４４と移動ブロック１４１のボール転動溝１４８，１４９との間で荷重を負荷しながら転送するようになっている。
【００２９】
ボール転動溝１４３，１４４，１４８，１４９は、その横断面形状をボール半径よりも大きい半径の単一の円弧として曲面状に形成されたサーキュラー溝からなり、ボール転動溝１４３，１４４，１４８，１４９は、ボールＢが接触転動する接触面を一面のみ有している。
【００３０】
軌道レール１４２を更に説明すると、軌道レール１４２の頂面中央には、長手方向に沿って溝１１が穿設されている。そして、この溝１１には、軌道レール１４２の頂面より垂直方向に複数のテーパ雌ねじ（楔着孔）１２が螺設されている。また軌道レール１４２には、頂面より垂直方向に軌道レール１４２を他の部材に取り付けるための取付用穴１３が複数穿設されている。そして、複数のテーパ雌ねじ１２は、図３に示すように、取付用穴１３の穿設位置を避けて、長手方向に沿って所定間隔毎に螺設されている。
【００３１】
複数のテーパ雌ねじ１２には、図４（ａ）に示すテーパねじ（楔形状部材）１４が螺合（楔着）される。このテーパねじ１４は外径 9.728mm、高さ 7mmのものである。またテーパねじ１４の傾きは、図４（ｂ）に示すように、約 4.764°である。
【００３２】
そして、テーパ雌ねじ１２にテーパねじ１４を螺合していくと、締め込み量（ねじ込む深さ）に従って軌道レール１４２が両側に開き、上下一対のボール転動溝１４３，１４４間の転動面ピッチ（間隔寸法）が変化する。すなわち、テーパねじ１４を軌道レール１４２頂面と同一位置まで螺合し（図５（ａ）参照）、次に軌道レール１４２頂面より 1.2mmの位置まで螺合し（図５（ｂ）参照）、更に軌道レール１４２頂面より 2.4mmの位置まで螺合（図５（ｃ）参照）すると、ボール転動溝１４３，１４４の間の間隔寸法が、図６の２点鎖線に示すように変化する。図７は締め込み量（ねじ込む深さ）とレールの開きを、テーパねじ１４を軌道レール１４２頂面と同一位置まで螺合した場合（図５（ａ）参照）、軌道レール１４２頂面より 1.2mmの位置まで螺合した場合（図５（ｂ）参照）、軌道レール１４２頂面より 2.4mmの位置まで螺合した場合（図５（ｃ）参照）について表にしたものである。
【００３３】
［減衰機能付案内装置の作用］
図８は軌道レール１４２の中心から端面に向かうに連れて、テーパ雌ねじ１２にテーパねじ１４を螺合する締め込み量（ねじ込む深さ）を大きくした場合を二点鎖線によって示したものである。図８に示すように、テーパねじ１４の締め込み量により、軌道レール１４２の断面形状を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に調整することが可能となる。
【００３４】
すると、移動ブロック１４１側のボール転動溝１４８，１４９は寸法に変化はないので、移動ブロック１４１が軌道レール１４２の中央位置から両端方向に移動したとき、ボール転動溝１４８，１４９とボール転動溝１４３，１４４との間の間隔寸法が変わる。そして、ボール転動溝間を接触転動するボールＢに対する移動抵抗は中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくなる。従って、移動ブロック１４１は、中央位置より両端方向に向かうに連れて減衰力が得られる。
【００３５】
また、軌道レール１４２に移動ブロック１４１を組み込んだ後、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することによって、容易にボール転動溝間の間隔寸法を変化させることができる。従って、軌道レール１４２に移動ブロック１４１を組み込んだ後、ボール転動溝間の間隔寸法を大きくするなど所定の寸法に調節できるので、従来行われていたような軌道レール１４２を切断したり継いだりといった面倒な作業が不要になる。
【００３６】
本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置は、移動ブロック１４１が両端方向に向かうに連れて減衰力が生じる構成なので、端部近傍で停止させる場合の緩衝装置としても用いることができる。
【００３７】
なお、実施の形態１では、軌道レール１４２の頂面が長手方向に沿って直線状に形成されたものとして説明したが、本発明の減衰機能付案内装置には、軌道レールの頂面が円弧状に形成されたものも含まれる。
【００３８】
次に、実施の形態２として円弧状の軌道レールを有する減衰機能付案内装置（以下、曲線案内装置という）を説明する。なお、実施の形態２と実施の形態１との違いは軌道レールの頂面が円弧状か直線状かの違いのみなので、移動ブロック等の説明は省略する。
【００３９】
軌道レール１７２は、図９に示すように、断面略矩形に形成されると共に、軌道レール１７２の頂面が垂直方向に曲率Ｒをもって円弧状に形成されている。また、軌道レール１７２の左右両側面１７２ｃ，１７２ｄには、長手方向に沿って上下一対のボール転動溝１７３，１７４が形成されている。更に、軌道レール１７２の頂面中央には、長手方向に沿って溝１１ａが穿設されている。
【００４０】
溝１１ａには、軌道レール１７２の頂面より垂直方向に複数のテーパ雌ねじ１２ａが螺設されている。また軌道レール１７２には、頂面より垂直方向に軌道レール１７２を他の部材に取り付けるための取付用穴１３ａが複数穿設されている。そして、複数のテーパ雌ねじ１２ａは、取付用穴１３ａの穿設位置を避けて、長手方向に沿って所定間隔毎に螺設されている。複数のテーパ雌ねじ１２ａには、実施の形態１で説明したテーパねじ１４が螺合される。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態３に係る減衰機能付案内装置を用いた免震装置（以下免震装置という）を図１０および図１１に基づいて説明する。
［実施の形態３に係る免震装置の構造］
本発明の免震装置３３は、図１０に示すように、建物３１と地盤３２との間に複数台（図１０では４台）設けられ、建物３１の地震による振動を軽減し、かつ衰退する。また免震装置は、上下の減衰機能付案内装置（以下、下側案内装置１４０あるいは上側案内装置１６０という）の直線案内の組み合わせにより、所定平面上を振動するものとされている。
【００４２】
また各免震装置３３は、地盤３２に取り付けられる下側案内装置１４０と、この下側案内装置１４０と交叉する方向に建物３１に取り付けられる上側案内装置１６０とを備え、水平面の全方向で振動絶縁及び減衰を行うものである。なお、各免震装置３３の設置個所は建物の振動特性等を考慮して建物毎に定められる。
【００４３】
更に、免震装置３３を詳しく説明すると、図１１に示すように、地盤３２側に固定される下側案内装置１４０と、下側案内装置１４０の上方に配置され下側案内装置１４０の運動平面と略直角に交叉する運動平面を有する上側案内装置１６０とを備えている。
【００４４】
なお、実施の形態３では、下側案内装置１４０の移動ブロック１４１と上側案内装置１６０の移動ブロック１６１が連結固定されている。そして、下側案内装置１４０及び上側案内装置１６０は、同一の構成のものを上下対称とした構成になっている。
【００４５】
下側案内装置１４０と上側案内装置１６０は実施の形態１で説明した減衰機能付案内装置なので、溝１１、テーパ雌ねじ１２、テーパねじ１４等の構造や作用についての説明は省略する。また、下側案内装置１４０と上側案内装置１６０は同一構成なので、下側案内装置１４０を図示して説明するが、括弧内の符号は上側案内装置１６０の各構成要素の符号および説明を示す。
【００４６】
下側（上側）案内装置１４０（１６０）は、軌道レール１４２（１６２）と、軌道レール１４２（１６２）に多数のボールＢを介して摺動自在に支持された無限ボール循環路を形成した移動ブロック１４１（１６１）を備えている。
【００４７】
軌道レール１４２（１６２）は、断面略矩形に形成されている。
そして、この実施の形態３の免震装置では、軌道レール１４２（１６２）に移動ブロック１４１（１６１）を組み込んだ後、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することによって、軌道レール１４２（１６２）の断面形状は、軌道レール１４２（１６２）の軌道軸方向における中央部分に比べてその両端部分において、転動体であるボールＢが挟む軌道レール１４２（１６２）の間隔が広く形成されている。これにより、移動ブロック１４１（１６２）が軌道レール１４２（１６２）の中央位置にあるとき、移動抵抗が所定のものとされるとともに、移動ブロック１４１（１６１）が中央位置から移動したとき、移動ブロック１４１（１６１）の移動抵抗が中央位置より大きいものとなる。
【００４８】
すなわち、この実施の形態３では、軌道レール１４２（１６２）は、図２に示すように、軌道レール１４２（１６２）の左右両側面１４２ｃ（１６２ｃ），１４２ｄ（１６２ｄ）に設けられた上下一対のボール転動溝１４３，１４４（１６３，１６４）のレール幅を挟む間隔寸法Ｗをレールの長さ方向の中央部において所定の間隔寸法（Ｗ＝ｗ）とし、軌道レール１４２（１６２）の両端において上記所定の値より予め定めた増加値（δｗ）だけ増した間隔寸法（Ｗ＝ｗ＋δｗ）となるように連続的に増加させられたものである。
【００４９】
この場合には、ボールＢがボール転動溝１４３，１４４（１６３，１６４）を転動しつつ軌道レール１４２（１６２）を幅方向で挟む寸法が、軌道レール１４２（１６２）の中央部に比べて両端方向に向かって大きくなっていき、移動ブロック１４１（１６１）が軌道レール１４２（１６２）の中央部から両端に移動するに従って、ボールＢへの予圧が軌道レール１４２（１６２）の中央部に比べて両端方向に向かって大きくなって、移動ブロック１４１（１６１）の移動抵抗が中央部に比べて両端方向に向かって大きくなっていく。
【００５０】
そして、移動ブロック１４１（１６１）が移動する際に、移動ブロック１４１（１６１）の移動時の抵抗、すなわち転動体及び軌道レール１４２（１６２）の弾性変形、転動摩擦等によって、建物３１の振動のエネルギーは熱エネルギーとして大気、地盤３２に放出されて、建物３１の振動は案内装置１４０（１６０）自体によって減衰される。
【００５１】
また、上記増加量δｗの大きさ及び増加の特性は、必要とする免震装置の大きさ、減衰特性等によって決定される。そして、上記増加量δｗの大きさに応じて、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整すればよい。
【００５２】
このように各免震装置３３は、地盤３２の振動を建物３１を水平状態に保ったまま軽減し、振動を減衰することができる。
【００５３】
従って、この実施の形態３の免震装置によれば、案内装置１４０，１６０自体に減衰機能を与えることができ、免震装置に特に他の減衰機構を設ける必要はない。
【００５４】
また転動体が挟むレール１４２（１６２）の間隔寸法（Ｗ）の増加量（δｗ）の大きさや増加特性をテーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することにより、所望の減衰特性を得ることができる。
【００５５】
従って、地震で地盤３２がどのような方向に振動しても、交叉する２つの移動案内装置１４０，１６０の移動方向の重ね合わせによってどのような方向に沿ってでも建物３１を水平に保ちながら振動を低減し、また振動を減衰させることができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態３では、建物の免震装置の上下の案内装置は、軌道レールが長手方向に直線形状である案内装置として説明したが、別の実施の形態として上下の案内装置のうち一方あるいは両方を長手方向の軌道レールが垂直方向に所定の曲率をもって円弧状に形成されている曲線案内装置として構成することができる。
【００５７】
［実施の形態４に係る免震装置の構造］
次に、本発明の実施の形態４に係る免震装置３３ａを図１２に基づいて説明する。
実施の形態４の免震装置３３ａも、図１０に示すように、建物３１と地盤３２との間に複数台設（４台）けられ、建物３１の地震による振動を軽減し、かつ衰退する。また免震装置３３ａは、上下の曲線案内装置（以下、下側曲線案内装置１７０あるいは上側曲線案内装置１８０という）の曲線案内の組み合わせにより、所定曲面上を振動するものとされている。
【００５８】
また各免震装置３３ａは、地盤３２に取り付けられる下側曲線案内装置１７０と、この下側曲線案内装置１７０と交叉する方向に建物３１に取り付けられる上側曲線案内装置１８０とを備え、水平面の全方向で振動絶縁及び減衰を行うものである。
【００５９】
そして、本免震装置３３ａの下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０との間には、建物３１との間の傾きを許容する傾斜吸収部材１９０が設けられている。この傾斜吸収部材１９０としては球面継手、自在継手、ゴム等の弾性体等により構成したものを使用することができる。なお、各免震装置３３の設置個所は、建物の振動特性等を考慮して建物毎に定められる。
【００６０】
この傾斜吸収部材１９０を設けることにより、上下の曲線案内装置１７０，１８０の間で回転を防止することができ、また上下の曲線案内装置１７０，１８０の間で相互に姿勢を変更することができ、更に上下の移動ブロックが分離されることがなく、しっかりと連結することができる。
【００６１】
また、下側曲線案内装置１７０は地盤３２に固定される基台１１０の上側に配置され、下側曲線案内装置１７０の上方に配置され下側曲線案内装置１７０の運動平面と略直角に交叉する運動平面を有する上側曲線案内装置１８０と、下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０との間に位置し、下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０とを接続する結合部材１９０と、上側曲線案内装置１８０上に固定され建物３１を積載する移動台１２０とを備えている。
【００６２】
下側曲線案内装置１７０及び上側曲線案内装置１８０は、同一の構成のものを上下対称としたものからなり、互いに移動ブロック１７１，１８１が結合部材１９０を介して接続された構成になっている。
【００６３】
また、下側曲線案内装置１７０と上側曲線案内装置１８０は同一構成なので、下側曲線案内装置１７０を図示して説明するが、括弧内の符号は上側曲線案内装置１８０の各構成要素の符号および説明を示す。
【００６４】
下側（上側）曲線案内装置１７０（１８０）は、軌道レール１７２（１８２）と、軌道レール１７２（１８２）に多数のボールＢを介して摺動自在に支持された無限ボール循環路を形成した移動ブロック１７１（１８１）を備えている。なお、軌道レール１７２（１８２）は、実施の形態２（図９参照）と同様なのでその説明を省略する。
【００６５】
この実施の形態４の免震装置３３ａも、上記実施の形態と同様に、軌道レール１７２（１８２）に移動ブロック１７１（１８１）を組み込んだ後、テーパねじ１４の締め込み量（ねじ込む深さ）を調整することによって、軌道レール１７２（１８２）の断面形状は、軌道レール１７２（１８２）の軌道軸方向における中央部分に比べてその両端部分において、転動体であるボールＢが挟む軌道レール１７２（１８２）の間隔が広く形成されている。これにより、移動ブロック１７１（１８２）が軌道レール１７２（１８２）の中央位置にあるとき、移動抵抗が所定のものとされるとともに、移動ブロック１７１（１８１）が中央位置から移動したとき、移動ブロック１７１（１８１）の移動抵抗が中央位置より大きいものとなる。
【００６６】
すなわち、この実施の形態４も、軌道レール１７２（１８２）は、軌道レール１７２（１８２）の左右両側面に設けられた上下一対のボール転動溝のレール幅を挟む間隔寸法Ｗをレールの長さ方向の中央部において所定の間隔寸法（Ｗ＝ｗ）とし、軌道レール１７２（１８２）の両端において上記所定の値より予め定めた増加値（δｗ）だけ増した間隔寸法（Ｗ＝ｗ＋δｗ）となるように連続的に増加させられたものである。
【００６７】
従って、この実施の形態４の免震装置３３ａによれば、実施の形態３の作用効果に加え、下記の作用効果を有する。すなわち、地盤３２が揺れると、移動ブロック１７１（１８１）が軌道レール１７２（１８２）の中心から外れた位置に移動する。すると、移動ブロック１７１（１８１）が常に軌道レール１７２（１８２）の中心より高い位置にあるため、重力により、円弧状のより低い位置に戻る力が復元力として作用し、元の軌道レール１７２（１８２）の中心部に戻ることができる。
【００６８】
また上記実施の形態において、ボール転動溝の断面形状はボールの直径寸法と略同一直径としたサーキュラー形状として説明したが、ボール転動溝の断面形状をボールの直径寸法より大きい２つの円弧からなるゴシックアーチ形状とすることができる。ボール転動溝の断面形状をゴシックアーチ形状にすると、サーキュラー形状にしたときに比べてボールが挟む軌道レール間の寸法の変化に対する抵抗の変化の度合いが大きいものとなる。
【００６９】
更に、上記実施の形態においては、転動体としてボールを例として説明したが、転動体としてローラを使用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以上のような構成および作用を備えるので下記の効果を有する。
【００７１】
請求項１記載の発明によれば、複数の楔着孔に複数の楔形状部材を楔着することによって軌道レールに沿った所望の位置で軌道レールの断面形状を所望の大きさに調整でき、転動体を挟む転動溝間の間隔寸法を任意に設定することができ、軌道レールに沿った所望の位置で移動ブロックの移動力を減衰できる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、移動ブロックが軌道レールの中央部から端部に向け移動したときには、転動体の転がり抵抗が増加し、減衰力が生じるので、建物の免震装置として使用した場合、減衰機能を果たすことができる。また端部近傍で停止させる場合の緩衝装置としても用いることができる。そして、請求項２記載の構成のものは、移動ブロックを軌道レールに組み付けた後に転動溝間の間隔寸法を大きくするなど所望寸法に調節できるので、従来行っていたように軌道レールを切断したり継いだりといった面倒な作業が不要になる。
【００７３】
請求項４記載の発明によれば、テーパねじを螺合するといった簡単な操作によって、転動体を挟む転動溝の間隔を任意に調節する作業が容易にできる。
【００７４】
請求項５記載の発明によれば、地震で地盤がどのような方向に振動しても、交叉する２つの移動案内装置の移動方向の重ね合わせによってどの様な方向に沿ってでも建物の振動を低減し、また振動を減衰させることができる。
【００７５】
すなわち、請求項５記載の発明は案内装置としての機能をなすとともに、減衰装置（ダンパ）としての機能をなす。従って、本発明の免震装置には他の装置としての減衰装置を設ける必要はなく、設置スペースが少なくて済み、また費用が嵩まない。
【００７６】
また、請求項５記載の発明は楔形状部材の楔着する深さを調節することで、減衰力も調節可能なので、建物の固有振動数、方向による振動特性、地震波の方向的特性に応じて減衰力を調節して軌道レールの断面形状の幅を組み合わせることにより、適切な対処が可能となる。
【００７７】
更に、請求項５記載の減衰機能付案内装置を用いた免震装置において、軌道レールの頂面が垂直方向に所定の曲率をもつ円弧状に形成された軌道レールを地盤と建物との間に使用すると、移動ブロックが軌道レールの中心から外れた位置に移動した場合、移動ブロックが常に軌道レールの中心より高い位置にあるため、重力により、低い位置に戻る力が復元力として作用し、元の軌道レールの中心部に戻ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る減衰機能付案内装置の断面図である。
【図３】軌道レールの斜視図である。
【図４】テーパねじの説明図であり、図４（ａ）はテーパねじの外形図を示し、図４（ｂ）はテーパねじの傾きを示す。
【図５】軌道レールの断面図であり、図５（ａ）はテーパねじを軌道レール頂面と同一位置まで螺合した場合を示し、図５（ｂ）は軌道レール頂面より 1.2mmの位置まで螺合した場合を示し、図５（ｃ）は軌道レール頂面より 2.4mmの位置まで螺合した場合を示す。
【図６】軌道レールの断面図であり、締め込んだ時のレールの開きを示す。
【図７】締め込み量（ねじ込む深さ）とレールの開きとの関係を示す表である。
【図８】軌道レールの平面図であり、中心部から両端部へ向かうに連れてテーパねじの締め込み量を増加させた状態を示す。
【図９】別の実施の形態２に係わる軌道レールの斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る免震装置の概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る免震装置の拡大概略図である。
【図１２】別の実施の形態４に係る免震装置の拡大概略図である。
【図１３】従来の免震装置の概略図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ…溝
１２，１２ａ…テーパ雌ねじ（楔着孔）
１３，１３ａ…取付用穴
１４…テーパねじ（楔形状部材）
３１…建物
３２…地盤
３３，３３ａ…免震装置
１１０…基板
１２０…移動台
１４０…下側案内装置
１４１，１６１…移動ブロック
１４２，１６２…軌道レール
１４３，１４４，１４８，１４９…ボール転動溝
１６０…上側案内装置
１７０…下側曲線案内装置
１７２，１８２…軌道レール
１７３，１７４…ボール転動溝
１８０…上側曲線案内装置
１９０…傾斜吸収部材
Ｂ…ボール（転動体）
Claims (5)
- 軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、を備えた案内装置において、
前記軌道レールの頂面に長手方向に沿って穿設された溝と、
この溝に複数設けられた楔着孔と、
この複数の楔着孔に楔着する複数の楔形状部材と、を有し、
前記複数の楔着孔に前記複数の楔形状部材を楔着することによって前記軌道レールの前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を大きくし、前記転動体転動路を相対的に狭めて前記移動ブロックの移動抵抗を大きくすると共に移動力を減衰させることを特徴とする減衰機能付案内装置。 - 前記複数の楔形状部材を楔着する深さを前記軌道レールの中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくし、前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に変え、
前記移動ブロックが前記軌道レールの中央位置から両端方向に移動したとき前記移動ブロックの移動抵抗が前記中央位置より大きくなることで前記移動ブロックの移動力を減衰させる請求項１記載の減衰機能付案内装置。 - 前記軌道レールの頂面は長手方向に沿って直線状に形成されている、または垂直方向に所定の曲率をもって円弧状に形成されている請求項１または請求項２記載の減衰機能付案内装置。
- 前記楔着孔はテーパ雌ねじであり、前記楔形状部材はテーパねじであり、前記複数のテーパ雌ねじに前記複数のテーパねじを螺合することによって前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を変える請求項１から請求項３のいずれかに記載の減衰機能付案内装置。
- 地盤と建物との間に組み込む減衰機能付案内装置を用いた免震装置であって、
前記減衰機能付案内装置が、軌道レールと、この軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの両側にわたって設けられた転動体転動路と、この転動体転動路内を転動する多数の転動体と、前記軌道レールの頂面に長手方向に沿って穿設された溝と、この溝に複数設けられた楔着孔と、この複数の楔着孔に楔着する複数の楔形状部材と、を有し、
前記複数の楔形状部材を楔着する深さを前記軌道レールの中央位置より両端方向に向かうに連れて大きくし、前記転動体で挟まれる転動溝間の間隔寸法を軸方向に沿って中央位置より両端方向が大きくなるように連続的に変え、前記転動体転動路を相対的に狭めて前記移動ブロックの移動抵抗を大きくすると共に移動力を減衰させるものであり、
前記減衰機能付案内装置を少なくとも２つ交叉させ、一方の減衰機能付案内装置の前記軌道レールまたは前記移動ブロックと他方の減衰機能付案内装置の前記軌道レールまたは前記移動ブロックとが連結固定されている
ことを特徴とする減衰機能付案内装置を用いた免震装置。
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