JP5064093B2 - 免震装置及び該免震装置を備えた什器 - Google Patents

Description

本発明は、免震装置及び什器に関し、特に、小売店、コンビニエンスストアなどの店舗で、商品の陳列に用いられる什器等を免震する免震装置及び該免震装置を備えた什器に関する。

従来、陳列台、展示台、ラックのような比較的軽量の機器（什器）に使用する免震装置として、例えば、特許文献１には、円錐凹状面を有するベースプレート面を支承球が転動し、摩擦係数の低い転がり摩擦で好適に免震効果と復元特性を得る免震装置が開示されている。この免震装置は、ベースプレート面上の支承球の転動により、地震によって生じた床面の水平振動（変位）が什器へ伝達されるのを阻止し、地震が止むと速やかに原点位置へ什器を復元する。

また、上記と同様、展示台やラックに使用する免震装置として、特許文献２には、ローラーと湾曲したレールとからなり、地震時はローラーの転動により免震効果を生じさせ、地震が止むと湾曲したレールにより安定位置へ復元する機能を有する免震装置が提案されている。

さらに、特許文献３には、両端部にボールジョイントを配し、該ボールジョイントの間隔が伸縮可能なように入れ子式に摺動可能にした管を具備し、当該管が伸張時は収縮方向に、収縮時には伸張方向に付勢するように、コイルばねを管の両端部に固定した複数の弾性装置を傾斜させて装着した免震装置が提案されている。

特開２０００−２９１７２７号公報 特開２００３−１３０１３１号公報 特公昭５４−１０１６７号公報

しかし、特許文献１に記載の免震装置は、摩擦係数の低い転がり摩擦を利用して円錐凹状面状のプレート面を支承球が転動するため、地震時の外部入力を効果的に低減し、地震が止むと元の位置に復元させることができるが、地震の揺れを速やかに低減するための減衰を得ることができないため、地震の揺れが長い間作用し、長時間にわたって什器の揺れが収まらないという欠点があり、別途減衰装置を配置する必要があった。

さらに、同発明によれば、小さな摩擦力で支承球が転動するため、什器と床の相対変形量が大きくなりやすく、当該相対変形量を吸収するための円錐凹状プレートの平面寸法が大きくなり、店舗内で使用すると、通路にはみ出てしまう虞がある上、什器の転倒等により浮き上がりが生じた場合には、支承球を円錐凹状プレート上に拘束することができないという問題があった。

一方、特許文献２に記載の免震装置は、特許文献１に記載のものと同様、ローラーと湾曲したレールにより地震時の入力を効果的に低減し、地震が止むと元の位置に復元させるものであるため、地震の揺れを速やかに低減するための減衰手段を別途設ける必要がある。また、この装置は、下架台、上架台、レール及びローラーからなるため、部品点数も多く、装置自体が大きくなり、安価に製造することが困難である。

さらに、特許文献３に記載の主免震装置は、両端部にボールジョイントを配し、各々のコイルばねの両先端が伸縮自在の管の両端部に固定されているため、水平方向の変位に追従するとともに、コイルばねの伸縮力により水平方向の復元に寄与するが、鉛直方向にはこのコイルばねの圧縮ばね程度の反力しか生じないため、上部構造物の荷重を水平変形吸収能力を併せ持った状態で支持するためには、別の支持部、例えば同文献に示されている補助免震装置を必要とし、免震装置全体の構造が複雑となり、免震装置の小型化を図るのは困難であった。

そこで、本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであって、小型かつ簡単な構成で什器等を支持可能で、地震時等には水平変位を許容するとともに、摩擦力による減衰を得ることができ、水平方向の復元力も備えた免震装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、免震装置であって、下方に開口するハウジング部と、該ハウジング部内の保持部に枢着され、該保持部との摩擦によって減衰力を発揮する球状部とで構成される上部荷重支持部と、上方に開口するハウジング部と、該ハウジング部内の保持部に枢着され、該保持部との摩擦によって減衰力を発揮する球状部とで構成される下部荷重支持部と、前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の球状部を繋ぐ腕部とで構成される免震体と、前記両荷重支持部が相対的に移動した際に、該両荷重支持部を元の位置に戻すように復元力を付与する復元手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、通常時には、免震体を介して什器等の上部構造物を支持し、地震時等には、該免震体の上部荷重支持部及び下部荷重支持部の各々の球状部と、該球状部を枢支する保持部との間の摩擦によって減衰力を発揮するとともに、前記復元手段により復元力を発揮することができるため、水平変形吸収能力を保った状態で什器等を支持することができる。また、この免震装置は、構造が簡単で、別途装置を設ける必要もないため、装置全体の小型化を図ることができるとともに、安価に製造することができる。

前記免震装置において、前記復元手段を、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部と、前記上部荷重支持部が支持する物体との間に介装された弾性体とすることができ、弾性体をコイルばねとし、該コイルばねの一端を前記下部荷重支持部の前記ハウジング部に、他端を前記上部荷重支持部が支持する物体に固定するように構成することができる。

また、前記免震装置において、前記復元手段を、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部と、前記上部荷重支持部の前記ハウジング部との間に介装された弾性体とすることができる。

前記免震装置において、前記弾性体をコイルばねとし、前記上部荷重支持部のハウジング部の上部に鍔部を設け、前記下部荷重支持部のハウジング部の下部に鍔部を設け、前記免震体を前記コイルばねの内径部に収容するとともに、該コイルばねの両端部の各々を、前記鍔部の各々に、該コイルばねが直立している時、及び該コイルばねが水平変形した時ともに、該コイルばねが圧縮可能なように、保持するように構成することができる。この構成によれば、コイルばねによっても鉛直方向の荷重を支持することができるとともに、構造が単純な部品や汎用部品を用いて安価な免震装置を実現でき、装置全体を小型化することができる。

また、前記免震装置において、前記弾性体を板ばねとし、該板ばねの一端を、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部又は前記上部荷重支持部の前記ハウジング部のいずれか一方に固定し、該板ばねの他端を、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部又は前記上部荷重支持部の前記ハウジング部のいずれか他方に当接するように構成することができる。この構成によれば、構造が単純な部品を用いて安価な免震装置を実現でき、装置全体を小型化することができる。

さらに、前記免震装置において、前記弾性体をＵ字状の板ばねとし、該Ｕ字状の板ばねの一端を、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部に固定し、該Ｕ字状の板ばねの他端を、前記上部荷重支持部の前記ハウジング部に固定するように構成することができる。この構成によれば、Ｕ字状の板ばねによっても鉛直方向の荷重を支持することができるとともに、構造が簡単な部品を用いて安価な免震装置を実現でき、装置全体を小型化することができる。

前記免震装置において、前記腕部を、前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の球状部を、同一軸線上で繋ぐように、両球状部と一体化することができる。一体化した部品を用いることにより、装置の組立が容易になるとともに、腕部によって両球状部を同一軸線上に繋ぐため、小型の部品により上部構造物を安定した状態で支持することができる。

また、前記免震装置において、前記上部荷重支持部のハウジング部の上面に、該免震装置を該上部荷重支持部が支持する物体に装着するための雄ねじを立設することができる。支持される物体側に、前記雄ねじに対応するねじ穴を螺設し、該ねじ穴と前記雄ねじとを螺合させることで、免震装置を什器等の支持される物体に簡単な操作で確実に取り付けることができる。また、既存の什器等についても、雄ねじに螺合させるためのねじ穴を穿設するだけで、容易に免震装置を装着することができる。

前記免震装置において、前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の保持部を、合成樹脂材料、金属材料又は焼結材料で形成することができ、該合成樹脂材料を、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリエステル樹脂、あるいは、これらのいずれかの樹脂を基材とした充填材入り組成物で形成することができる。

さらに、前記免震装置において、前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の保持部の、前記球状体との摺動面を、網状体の基体と、該基体の網目を充填する合成樹脂層とで形成することができ、前記基体をエキスパンドメタル又は金網とし、前記合成樹脂層を四フッ化エチレン樹脂を含むように形成することができる。

また、本発明は、什器であって、上記免震装置を３以上備えることができる。これによって、地震時における揺れを小さく抑えることができるため、該什器が転倒したり、陳列した商品が落下することを効果的に防止することができるとともに、小型かつ簡単な構成の免震装置を用いるため、什器全体が大型化することもなく、免震機能を備えた安価な什器を提供することができる。

以上のように、本発明によれば、小型かつ簡単な構成で什器等を支持可能で、地震時には水平変位を許容するとともに、摩擦力による減衰を得ることができ、水平方向の復元力も備えた免震装置等を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明にかかる免震装置の第１の実施の形態を示し、この免震装置１は、下方に開口し、上端に鍔部２ａを有するハウジング２と、上方に開口し、下端に鍔部３ａを有するハウジング３と、これら２つのハウジング２、３の各々の内部に装着されるボールシート（保持部）４、５と、これら２つのボールシート４、５によって枢動可能に保持されるボールスタッド（球状部）６ａ、６ｃ、及び両ボールスタッド６ａ、６ｃを連結するアーム（腕部）６ｂを有するボールジョイント６と、ハウジング２、３の鍔部２ａ、３ａの間に圧縮可能に保持されるコイルばね７と、免震装置１を什器等に装着するための雄ねじ８とで構成される。ここで、ハウジング２、ボールシート４及びボールスタッド６ａによって上部荷重支持部１１を構成し、ハウジング３、ボールシート５及びボールスタッド６ｃによって下部荷重支持部１２を構成する。

ハウジング２、３は、鋼材によって、各々、一端に円板状の鍔部２ａ、３ａを有する円筒状に形成され、ハウジング２、３の各々の内壁の４箇所（上面視で円周を４等分する位置）に、相対向する一対の上下方向に延設された突条（図１（ｃ）、（ｄ）の参照番号３ｂ）を備える。尚、図１には、ハウジング３に設けられた突条３ｂのみを示すが、ハウジング２も同様の突条を備える。また、ハウジング２の上面には、免震装置１を什器等の底面に装着するための雄ねじ８が立設される。

ボールシート４、５は、各々ハウジング２、３の内部に装着される。ボールシート５は、図１（ｂ）、（ｃ）に明示されるように、ボールシート５の溝部５ａとハウジング３の突条３ｂとが係合するようにハウジング３内に装着され、ボールジョイント６の軸線回りの回動が規制された状態でハウジング２、３内に強固に固定される。図示を省略するが、ボールシート４についても、ボールシート５と同様にハウジング２内に装着される。これらボールシート４、５は、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、金属材料、又は焼結材料で形成され、ボールジョイント６のボールスタッド６ａ、６ｃとの摺動面は、網状体のエキスパンドメタル又は金網からなる基体と、この基体の網目を充填する四フッ化エチレン樹脂とからなる合成樹脂層とで形成される。

ボールジョイント６は、鋼材によって形成され、上下両端にボールスタッド６ａ、６ｃと、両ボールスタッド６ａ、６ｃを連結するアーム６ｂとを備える。このボールジョイント６は、図示を省略するが、アーム６ｂの中間部を境に上下に分かれる２つの部品で構成され、両者がアーム６ｂの中間部でねじで連結される。ボールスタッド６ａ、６ｃは、ハウジング２、３をかしめることにより、ボールシート４、５に押圧される。

コイルばね７は、ハウジング２、３、ボールジョイント６等を内径部（内部空間）に収容した状態で、その両端部の各々がハウジング２、３の鍔部２ａ、３ａに、圧縮可能に保持される。

雄ねじ８は、免震装置１を什器等の底面に装着するため、ハウジング２の上面に立設され、什器等の底面に螺設されたねじ穴と螺合する。

次に、上記構成を有する免震装置１の使用例について説明する。尚、以下の説明においては、免震装置１を陳列台等の什器を免震するために用いた場合を例にとって説明する。

図３に示すように、基台２４上に立設された３本の柱２１と、柱２１に３段にわたって取り付けられた棚２２と、棚２２を支持する支持部材２３とを備える什器２０の基台２４の下方に、上記免震装置１を６台取り付ける。上記免震装置１の雄ねじ８（図１参照）を基台２４の底面に穿設されたねじ穴に螺合させることにより、免震装置１を基台２４に取り付けることができる。尚、６台の免震装置１を取り付けた後、什器２０の設置状態が安定しない場合には、各免震装置１において、雄ねじ８と基台２４の底面のねじ穴との締め付け具合を調整する。

次に、図１乃至図３に示した免震装置１の動作について、図面を参照しながら説明する。

通常時には、図１乃至図３に示した状態で、免震装置１が什器２０を支持する。すなわち、６台の免震装置１のボールジョイント６の軸線が鉛直方向に平行な状態で、ハウジング２、ボールシート４、ボールジョイント６、ボールシート５及びハウジング３を介して床面３０上に什器２０が支持される。

地震が発生し、図３に示すように、床が矢印Ｈ方向に移動したとすると、図４に示すように、外力により、各々の免震装置１は、下部荷重支持部１２と、上部荷重支持部１１との間で相対変形を生じる。

下部荷重支持部１２の矢印Ｈ方向の移動に伴い、ボールジョイント６のボールスタッド６ａ、６ｃが、ボールシート４、５との摺動面を、各々矢印Ｄ方向に摺動する。これにより、ボールスタッド６ａ、６ｃと、ボールシート４、５との間に摩擦力が発生し、地震による外力を減衰させる。これと同時に、コイルばね７が、上部荷重支持部１１の移動に伴って右方向へ傾動し、コイルばね７の変位（伸縮量）に応じた弾性力を生じる。尚、ここで発生する摩擦力は、ハウジング２、３をかしめてボールスタッド６ａ、６ｃをボールシート４、５に押圧したことで発生するものであって、地震時には、この摩擦力と、コイルばね７の弾性力とで什器２０を支持する。このように、免震装置１は、地震時における水平方向の振動を和らげ、什器２０の揺れを長周期化させるアイソレータ機能を発揮するとともに、地震時における水平変形吸収能力を有し、別途装置を設けることなく、什器２０を安定して支持することができる。

地震が収まった後は、コイルばね７の弾性力により、上部荷重支持部１１に対して地震前の状態に戻る方向（図４の左方向）に復元力が働き、免震装置１を図１乃至図３に示した状態に復帰させることができる。尚、図３及び図４においてＨ方向（左方向）に床面３０が移動する場合について説明したが、Ｈ方向と逆の方向（右方向）に床面３０が移動する場合についても、上記と同様に減衰及び復元を行うことができる。

次に、図１乃至図３に示した免震装置１の動作について、さらに、図５の機構モデル、及び図６に示した、上部荷重支持部１１と下部荷重支持部１２との相対変位に対する水平抵抗力の履歴曲線を参照しながら説明する。

図５に示すように、免震装置１は、上部荷重支持部１１、下部荷重支持部１２及びアーム６ｂからなる免震体１３と、コイルばね７とを組み合わせて構成される。

免震体１３に、図４に示したように、地震によりＨ方向（左方向）に外力が加わると、それに伴い下部荷重支持部１２も左方向に移動し、免震体１３は、右方向に傾動する。すると、図６（ａ）に示すように、外力の働くＨ方向、すなわち左方向に一定の水平抵抗力（摩擦力）を生じる。そして、アーム６ｂの両端部６ｄ、６ｅが各々ハウジング２、３に当接するまで摩擦力を有した状態で水平変位を吸収することができる。その後、免震装置１に対してＨ方向とは逆方向の外力が加わる場合にも、同様に一定の摩擦力が発生し、地震が収まるまで図６（ａ）に示すような挙動を示すこととなる。

一方、図５の右上に示すコイルばね７に、図４に示したように、地震によりＨ方向（左方向）に外力が加わると、それに伴い下部荷重支持部１２も左方向に移動するため、コイルばね７は、右方向に傾動する。すると、図６（ｂ）に示すように、外力の働くＨ方向、すなわち左方向に変位に比例する水平抵抗力（弾性力）を生じる。そして、アーム６ｂの両端部６ｄ、６ｅが各々ハウジング２、３に当接するまで変位が増加し、弾性力が最大になる。その後、免震装置１に対してＨ方向とは逆方向の外力が加わる場合にも、同様に変位に比例する弾性力が発生し、地震が収まるまで図６（ｂ）に示すような挙動を示すこととなる。

図５に示すように、免震装置１は、上記免震体１３とコイルばね７を組み合わせて構成されるため、この免震装置１の挙動は、図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）、（ｂ）を組み合わせたものとなり、地震が収まるまで図６（ｃ）に示すような挙動を示すこととなる。

次に、上記構成を有する免震装置１の免震機能について、従来のアジャスタ支持の什器と比較した例（シミュレーション結果）について説明する。このシミュレーションは、高さ１３５０mm、幅８００mm、奥行き９２５mmの什器に、一般的に用いられているアジャスタ支持のもの（比較例）と、本発明にかかる免震装置１を備えるもの（実施例）とに、各々エルセントロ(ELCentro)１９４０ ＮＳ成分、最大加速度３４１．７galの５０kine換算波４９０galを入力し、応答加速度及び応答変位を比較した。

図７は、上記シミュレーション結果を示すグラフである。図７において、（ａ）は比較例の什器支柱天端での応答加速度、（ｂ）は比較例の応答変位、（ｃ）は実施例の什器支柱天端での応答加速度、（ｄ）は実施例の応答変位を示す。図７（ａ）の比較例では、最大加速度が２２５４gal(cm/sec2)であったが、図７（ｃ）の実施例では、１１３４galと、５０％低減されている。尚、最大変位については、図７（ｂ）の比較例では、２．８cm、図７（ｄ）の実施例では、５．４cmと、実施例の方が比較例に対して１．９倍となっているが、什器からの商品の脱落については、変位よりも加速度の影響が大きいため、実施例の方が優れていることが判る。要するに、図７（ｂ）に示す比較例の変位の時刻歴と、図７（ｄ）に示す実施例の変位の時刻歴との比較で判るように、本免震装置を使用することにより振動の間隔が広くなっており、換言すれば什器の長周期化が図れており、その結果、加速度の低減が好ましく行うことができ、什器からの商品の脱落を防止し得る。

次に、本発明にかかる免震装置の第２の実施の形態について、図８及び図９を参照しながら説明する。

この免震装置３１は、下方に開口する箱状のハウジング３２と、上方に開口する箱状のハウジング３３と、これら２つのハウジング３２、３３の各々の内部に装着されるボールシート３４、３５と、これら２つのボールシート３４、３５によって枢動可能に保持されるボールスタッド３６ａ、３６ｃ、及び両ボールスタッド３６ａ、３６ｃを連結するアーム３６ｂを有するボールジョイント３６と、ハウジング３２の側面にボルト３７〜４０を介して固定される板ばね４１〜４４と、免震装置３１を什器等に装着するための雄ねじ４５とで構成される。ここで、ハウジング３２、ボールシート３４及びボールスタッド３６ａによって上部荷重支持部４６を構成し、ハウジング３３、ボールシート３５及びボールスタッド３６ｃによって下部荷重支持部４７を構成する。

ハウジング３２、３３は、鋼材によって、各々、箱状に形成され、ハウジング３２の側面にボルト３７〜４０を介して板ばね４１〜４４の上端部が固定される。また、ハウジング３２の上面には、免震装置３１を什器等の底面に装着するための雄ねじ４５が立設される。

ボールシート３４、３５は、各々ハウジング３２、３３の内部に装着される。ハウジング３２、３３は、各々、箱状に形成されるため、ボールシート３４、３５は、各々、ボールジョイント３６の軸線回りの回動が規制された状態でハウジング３２、３３内に強固に固定される。これらボールシート３４、３５の材質については、上記第１の実施の形態と同様である。

ボールジョイント３６は、図１に示したボールジョイント６と同様、鋼材によって形成され、上下両端にボールスタッド３６ａ、３６ｃと、両ボールスタッド３６ａ、３６ｃを連結するアーム３６ｂとを備える。ボールジョイント３６は、アーム３６ｂの中間部を境に上下に分かれる２つの部品で構成され、両者がアーム３６ｂの中間部でねじで連結される。ボールスタッド３６ａ、３６ｂは、ハウジング３２、３３をかしめることにより、ボールシート３４、３５に押圧される。

板ばね４１〜４４は、各々帯板状に形成され、上端部がボルト３７〜４０によってハウジング３２の側面に固定される。板ばね４１〜４４は、鉛直方向に垂下するようにハウジング３２に固定され、各々の板ばね４１〜４４の下端部は、ハウジング３３には固定されず、上下左右に移動可能に構成される。

雄ねじ４５は、免震装置３１を什器等の底面に装着するため、ハウジング３２の上面に立設され、什器等の底面に螺設されたねじ穴と螺合する。

次に、上記構成を有する免震装置３１の動作について説明する。尚、以下の説明においては、免震装置３１を図３に示した什器２０の底面に雄ねじ４５を介して装着した場合を例にとって説明する。

通常時には、図８に示した状態で免震装置３１が什器２０を支持する。すなわち、免震装置３１のボールジョイント３６の軸線が鉛直方向に平行な状態で、ハウジング３２、ボールシート３４、ボールジョイント３６、ボールシート３５及びハウジング３３を介して床面３０上に什器２０が支持される。

地震が発生し、図９に示すように、床が矢印Ｈ方向に移動すると、外力により、免震装置３１は、下部荷重支持部４７と、上部荷重支持部４６との間で相対変位を生じる。

下部荷重支持部４７の矢印Ｈ方向の移動に伴い、ボールジョイント３６のボールスタッド３６ａ、３６ｃが、ボールシート３４、３５との摺動面を、各々矢印Ｆ方向に摺動する。これにより、ボールスタッド３６ａ、３６ｃと、ボールシート３４、３５との間に摩擦力が発生し、地震による外力を減衰させる。これと同時に、板ばね４１の上端部が、上部荷重支持部４６の移動に伴って右方向へ移動し、板ばね４１の変位に応じた弾性力を生じる。尚、ここで発生する摩擦力は、ハウジング３２、３３をかしめてボールスタッド３６ａ、３６ｃをボールシート３４、３５に押圧したことで発生するものであって、地震時には、この摩擦力と、板ばね４１の弾性力とで什器２０を支持する。このように、免震装置３１は、地震時における水平方向の振動を和らげ、什器２０の揺れを長周期化させるアイソレータ機能を発揮するとともに、地震時における水平変形吸収能力を有し、別途装置を設けることなく、什器２０を安定して支持することができる。

地震が収まった後は、板ばね４１の弾性力により、上部荷重支持部４６に対して地震前の状態に戻る方向（図９の左方向）に復元力が働き、免震装置３１を図８に示した状態に復帰させることができる。尚、図８及び図９においてＨ方向（左方向）に床面３０が移動する場合について説明したが、Ｈ方向と逆の方向（右方向）並びに図８及び図９の紙面に垂直な方向に床面３０が移動する場合についても、上記と同様に減衰及び復元を行うことができる。

次に、本発明にかかる免震装置の第３の実施の形態について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。

この免震装置５１は、下方に開口する箱状のハウジング５２と、上方に開口する箱状のハウジング５３と、これら２つのハウジング５２、５３の各々の内部に装着されるボールシート５４、５５と、これら２つのボールシート５４、５５によって枢動可能に保持されるボールスタッド５６ａ、５６ｃ、及び両ボールスタッド５６ａ、５６ｃを連結するアーム５６ｂを有するボールジョイント５６と、ハウジング５２の側面にボルト５７〜６０を介して固定される板ばね６１〜６４と、免震装置５１を什器等に装着するための雄ねじ６５とで構成される。ここで、ハウジング５２、ボールシート５４及びボールスタッド５６ａによって上部荷重支持部６６を構成し、ハウジング５３、ボールシート５５及びボールスタッド５６ｃによって下部荷重支持部６７を構成する。

ハウジング５２、５３は、鋼材によって、各々、箱状に形成される。ハウジング５２の側面にボルト５７〜６０を介して板ばね６１〜６４の上端部が固定される。また、ハウジング５２の上面には、免震装置５１を什器等の底面に装着するための雄ねじ６５が立設される。ハウジング５３は、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、溝部６８〜７１を備え、これらの溝部６８〜７１に板ばね６１〜６４の下端部が挿入される。

ボールシート５４、５５は、各々ハウジング５２、５３の内部に装着される。ハウジング５２、５３は、各々、箱状に形成されるため、ボールシート５４、５５は、各々、ボールジョイント５６の軸線回りの回動が規制された状態でハウジング５２、５３内に強固に固定される。これらボールシート５４、５５の材質については、上記第１の実施の形態と同様である。

ボールジョイント５６は、図１に示したボールジョイント６と同様、鋼材によって形成され、上下両端にボールスタッド５６ａ、５６ｃと、両ボールスタッド５６ａ、５６ｃを連結するアーム５６ｂとを備える。ボールジョイント５６は、アーム５６ｂの中間部を境に上下に分かれる２つ部品で構成され、両者がアーム５６ｂの中間部でねじで連結される。ボールスタッド５６ａ、５６ｂは、ハウジング５２、５３をかしめることにより、ボールシート５４、５５に押圧される。

板ばね６１〜６４は、各々帯板状に形成され、上端部がボルト５７〜６０によってハウジング５２の側面に固定される。板ばね６１〜６４は、鉛直方向に垂下するようにハウジング５２に固定され、各々の板ばね６１〜６４の下端部は、ハウジング５３の溝部６８〜７１に挿入され、上下左右に移動可能に構成される。

雄ねじ６５は、免震装置５１を什器等の底面に装着するため、ハウジング５２の上面に立設され、什器等の底面に螺設されたねじ穴と螺合する。

次に、上記構成を有する免震装置５１の動作について説明する。尚、以下の説明においては、免震装置５１を図３に示した什器２０の底面に雄ねじ６５を介して装着した場合を例にとって説明する。

通常時には、図１０に示した状態で、免震装置５１が什器２０を支持する。すなわち、免震装置５１のボールジョイント５６の軸線が鉛直方向に平行な状態で、ハウジング５２、ボールシート５４、ボールジョイント５６、ボールシート５５及びハウジング５３を介して床面３０上に什器２０が支持される。

地震が発生し、図１１に示すように、床が矢印Ｈ方向に移動すると、外力により、免震装置５１は、下部荷重支持部６７と、上部荷重支持部６６との間で相対変位を生じる。

下部荷重支持部６７の矢印Ｈ方向の移動に伴い、ボールジョイント５６のボールスタッド５６ａ、５６ｃが、ボールシート５４、５５との摺動面を、各々矢印Ｊ方向に摺動する。これにより、ボールスタッド５６ａ、５６ｃと、ボールシート５４、５５との間に摩擦力が発生し、地震による外力を減衰させる。これと同時に、板ばね６１、６２の上端部が、上部荷重支持部６６の移動に伴って右方向へ移動し、板ばね６１、６２の下端部は、溝部６８、６９に留まっているため、板ばね６１、６２が弾性変形し、変位に応じた弾性力を生じる。尚、ここで発生する摩擦力は、ハウジング５２、５３をかしめてボールスタッド５６ａ、５６ｃをボールシート５４、５５に押圧したことで発生するものであって、地震時には、この摩擦力と、板ばね６１、６２の弾性力とで什器２０を支持する。このように、免震装置５１は、地震時における水平方向の振動を和らげ、什器２０の揺れを長周期化させるアイソレータ機能を発揮するとともに、地震時における水平変形吸収能力を有し、別途装置を設けることなく、什器２０を安定して支持することができる。

地震が収まった後は、板ばね６１、６２の弾性力により、上部荷重支持部６６に対して地震前の状態に戻る方向（図１１の左方向）に復元力が働き、免震装置５１を図１０に示した状態に復帰させることができる。尚、図１０及び図１１においてＨ方向（左方向）に床面３０が移動する場合について説明したが、Ｈ方向と逆の方向（右方向）並びに図１０及び図１１の紙面に垂直な方向に床面３０が移動する場合についても、上記と同様に減衰及び復元を行うことができる。

次に、本発明にかかる免震装置の第４の実施の形態について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。

この免震装置８１は、下方に開口する箱状のハウジング８２と、上方に開口する箱状のハウジング８３と、これら２つのハウジング８２、８３の各々の内部に装着されるボールシート８４、８５と、これら２つのボールシート８４、８５によって枢動可能に保持されるボールスタッド８６ａ、８６ｃ、及び両ボールスタッド８６ａ、８６ｃを連結するアーム８６ｂを有するボールジョイント８６と、ハウジング８２の側面にボルト８７〜９０を介して固定されるＵ字状の板ばね９１〜９４と、免震装置８１を什器等に装着するための雄ねじ９５とで構成される。ここで、ハウジング８２、ボールシート８４及びボールスタッド８６ａによって上部荷重支持部９６を構成し、ハウジング８３、ボールシート８５及びボールスタッド８６ｃによって下部荷重支持部９７を構成する。

ハウジング８２、８３は、鋼材によって、各々、箱状に形成される。ハウジング８２の側面にボルト８７〜９０を介してＵ字状の板ばね９１〜９４の上端部が固定され、ハウジング８３の側面にボルト９８〜１００等を介してＵ字状の板ばね９１〜９４の下端部が固定される。また、ハウジング８２の上面には、免震装置８１を什器等の底面に装着するための雄ねじ９５が立設される。

ボールシート８４、８５は、各々ハウジング８２、８３の内部、すなわち角柱状空間を有する凹部に装着され、各々、ボールジョイント８６の軸線回りの回動が規制された状態でハウジング８２、８３内に強固に固定される。これらボールシート８４、８５の材質については、上記第１の実施の形態と同様である。

ボールジョイント８６は、図１に示したボールジョイント６と同様、鋼材によって形成され、上下両端にボールスタッド８６ａ、８６ｃと、両ボールスタッド８６ａ、８６ｃを連結するアーム８６ｂとを備える。ボールジョイント８６は、アーム８６ｂの中間部を境に上下に分かれる２つ部品で構成され、両者がアーム８６ｂの中間部でねじで連結される。ボールスタッド８６ａ、８６ｃは、ハウジング８２、８３をかしめることにより、ボールシート８４、８５に押圧される。

Ｕ字状の板ばね９１〜９４は、各々帯板状に形成され、鉛直方向に垂下した状態で中間部が外側に向かって膨出する。これらのＵ字状の板ばね９１〜９４は、上端部がハウジング８２の側面に、下端部がハウジング８３の側面に固定される。

雄ねじ９５は、免震装置８１を什器等の底面に装着するため、ハウジング８２の上面に立設され、什器等の底面に螺設されたねじ穴と螺合する。

次に、上記構成を有する免震装置８１の動作について説明する。尚、以下の説明においては、免震装置８１を図３に示した什器２０の底面に雄ねじ９５を介して装着した場合を例にとって説明する。

通常時には、図１２に示した状態で、免震装置８１が什器２０を支持する。すなわち、免震装置８１のボールジョイント８６の軸線が鉛直方向に平行な状態で、ハウジング８２、ボールシート８４、ボールジョイント８６、ボールシート８５及びハウジング８３を介して床面３０上に什器２０が支持される。

地震が発生し、図１３に示すように、床が矢印Ｈ方向に移動すると、外力により、免震装置８１は、下部荷重支持部９７と、上部荷重支持部９６との間で相対変位を生じる。

下部荷重支持部９７の矢印Ｈ方向の移動に伴い、ボールジョイント８６のボールスタッド８６ａ、８６ｃが、ボールシート８４、８５との摺動面を、各々矢印Ｌ方向に摺動する。これにより、ボールスタッド８６ａ、８６ｃと、ボールシート８４、８５との間に摩擦力が発生し、地震による外力を減衰させる。これと同時に、Ｕ字状の板ばね９１、９２の上端部が、上部荷重支持部９６の移動に伴って右方向へ移動し、Ｕ字状の板ばね９１、９２の下端部は、ハウジング８３の側面に固定されているため、板ばね９１〜９４が弾性変形し、変位に応じた弾性力を生じる。尚、ここで発生する摩擦力は、ハウジング８２、８３をかしめてボールスタッド８６ａ、８６ｃをボールシート８４、８５に押圧したことで発生するものであって、地震時には、この摩擦力と、Ｕ字状の板ばね９１〜９４の弾性力とで什器２０を支持する。このように、免震装置８１は、地震時における水平方向の振動を和らげ、什器２０の揺れを長周期化させるアイソレータ機能を発揮するとともに、地震時における水平変形吸収能力を有し、別途装置を設けることなく、什器２０を安定して支持することができる。

地震が収まった後は、Ｕ字状の板ばね９１〜９４の弾性力により、上部荷重支持部９６に対して地震前の状態に戻る方向（図１３の左方向）に復元力が働き、免震装置８１を図１２に示した状態に復帰させることができる。尚、図１２及び図１３においてＨ方向（左方向）に床面３０が移動する場合について説明したが、Ｈ方向と逆の方向（右方向）並びに図１０及び図１１の紙面に垂直な方向に床面３０が移動する場合についても、上記と同様に減衰及び復元を行うことができる。

次に、本発明にかかる免震装置の第５の実施の形態について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。

この免震装置１８０は、免震体１８１（１８１Ａ〜１８１Ｆ）と、コイルばね（１８２Ａ〜１８２Ｈ）とで構成され、什器１９０を免震する。

什器１９０は、基台１９４上に立設された３本の柱１９１と、柱１９１に３段にわたって取り付けられた棚１９２と、棚１９２を支持する支持部材１９３と、基台１９４の下方にばね取付部１９５Ａ、１９５Ｂを備える。

免震体１８１は、図５の免震体１３に相当するものであって、図１に示した免震装置１からコイルばね７を除いた部分で構成される。すなわち、図１のハウジング２、３と、ボールシート４、５と、ボールスタッド６ａ、６ｃ及びアーム６ｂを有するボールジョイント６と、雄ねじ８とで構成され、雄ねじ８及び基台１９４の底面に穿設されたねじ穴を介して什器１９０に装着される。

コイルばね１８２は、上記免震体１８１の各々の下部ハウジングと、基台１９４の底面に設けられたばね取付部１９５Ａ、１９５Ｂとの間に帳設される。ばね取付部１９５Ａ、１９５Ｂの各々には、４本のコイルばねの上端部が取り付けられ、コイルばね１８２は、ばね取付部１９５Ａ、１９５Ｂから斜め下方に放射状に延設され、各々の下端部が免震体１８１の下部ハウジングに取り付けられる。

次に、上記構成を有する免震装置１８０の動作について説明する。

通常時には、図１４に示した状態で、免震体１８１（１８１Ａ〜１８１Ｆ）が什器１９０を支持する。すなわち、６台の免震体１８１のボールジョイント６（図１参照）の軸線が鉛直方向に平行な状態で、ハウジング２、ボールシート４、ボールジョイント６、ボールシート５及びハウジング３を介して床面３０上に什器１９０が支持される。

地震が発生し、床が矢印Ｈ方向に移動したとすると、図４に示すように、外力により、
各々の免震体１８１は、下部荷重支持部１２と、上部荷重支持部１１との間で相対変位を生じる。

下部荷重支持部１２の矢印Ｈ方向の移動に伴い、ボールジョイント６のボールスタッド６ａ、６ｃが、ボールシート４、５との摺動面を、各々矢印Ｄ方向に摺動する。これにより、ボールスタッド６ａ、６ｃと、ボールシート４、５との間に摩擦力が発生し、地震による外力を減衰させる。このように、免震体１８１は、地震時における水平方向の振動を和らげ、什器１９０の揺れを長周期化させるアイソレータ機能を発揮する。

地震が収まった後は、図１５に示すように、伸長したコイルばね１８２Ａ、１８２Ｃ、１８２Ｅ、１８２Ｇの弾性力により、什器１９０に対して地震前の状態に戻る方向（図１５（ａ）、（ｃ）において左方向）に復元力が働き、什器１９０及び免震体１８１を図１４に示した状態に復帰させることができる。尚、図１４及び図１５においてＨ方向（左方向）に床面３０が移動する場合について説明したが、Ｈ方向と逆の方向（右方向）及び図１４（ａ）に示した什器１９０に対して左右方向に床面３０が移動する場合についても、上記と同様に減衰及び復元を行うことができる。

本発明にかかる免震装置の第１の実施の形態の全体構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ボールスタッドは図示を省略）、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図（ボールスタッドは仮想線で図示）である。 図１（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。 図１の免震装置を適用した什器を示す全体概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図１の免震装置の動作を示す断面図である。 図１の免震装置をモデル化して示す概略図である。 図５の免震装置及び各構成要素の水平抵抗力と水平変位量（什器と床面の相対変位）の関係を示す履歴曲線である。 本発明にかかる免震装置の免震機能について、従来のアジャスタ支持の什器と比較したシミュレーション結果を示すグラフであって、（ａ）、（ｂ）は比較例を、（ｃ）、（ｄ）は実施例を示すグラフである。 本発明にかかる免震装置の第２の実施の形態の全体構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ−Ｅ線断面図である。 図８の免震装置の動作を示す断面図である。 本発明にかかる免震装置の第３の実施の形態の全体構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＧ−Ｇ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。 図１０の免震装置の動作を示す断面図である。 本発明にかかる免震装置の第４の実施の形態の全体構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＫ−Ｋ線断面図である。 図１２の免震装置の動作を示す断面図である。 本発明にかかる免震装置の第５の実施の形態の全体構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図（什器は仮想線で図示）である。 図１４の免震装置の動作を示す全体概略図（一部断面図）であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図（什器は仮想線で図示）である。

符号の説明

１ 免震装置
２ ハウジング
２ａ 鍔部
３ ハウジング
３ａ 鍔部
３ｂ 突条
４ ボールシート
５ ボールシート
５ａ 溝部
６ ボールジョイント
６ａ ボールスタッド
６ｂ アーム
６ｃ ボールスタッド
６ｄ 端部
６ｅ 端部
７ コイルばね
８ 雄ねじ
１１ 上部荷重支持部
１２ 下部荷重支持部
１３ 免震体
２０ 什器
２１ 柱
２２ 棚
２３ 支持部材
２４ 基台
３０ 床面
３１ 免震装置
３２ ハウジング
３３ ハウジング
３４ ボールシート
３５ ボールシート
３６ ボールジョイント
３６ａ ボールスタッド
３６ｂ アーム
３６ｃ ボールスタッド
３６ｄ 端部
３６ｅ 端部
３７〜４０ ボルト
４１〜４４ 板ばね
４５ 雄ねじ
４６ 上部荷重支持部
４７ 下部荷重支持部
５１ 免震装置
５２ ハウジング
５３ ハウジング
５４ ボールシート
５５ ボールシート
５６ ボールジョイント
５６ａ ボールスタッド
５６ｂ アーム
５６ｃ ボールスタッド
５６ｄ 端部
５６ｅ 端部
５７〜６０ ボルト
６１〜６４ 板ばね
６５ 雄ねじ
６６ 上部荷重支持部
６７ 下部荷重支持部
６８〜７１ 溝部
８１ 免震装置
８２ ハウジング
８３ ハウジング
８４ ボールシート
８５ ボールシート
８６ ボールジョイント
８６ａ ボールスタッド
８６ｂ アーム
８６ｃ ボールスタッド
８７〜９０ ボルト
９１〜９４ Ｕ字状の板ばね
９５ 雄ねじ
９６ 上部荷重支持部
９７ 下部荷重支持部
９８〜１００ ボルト
１８０ 免震装置
１８１（１８１Ａ〜１８１Ｆ） 免震体
１８２（１８２Ａ〜１８２Ｈ） コイルばね
１９０ 什器
１９１ 柱
１９２ 棚
１９３ 支持部材
１９４ 基台
１９５Ａ、１９５Ｂ ばね取付部

Claims (14)

1. 下方に開口するハウジング部と、該ハウジング部内の保持部に枢着され、該保持部との摩擦によって減衰力を発揮する球状部とで構成される上部荷重支持部と、上方に開口するハウジング部と、該ハウジング部内の保持部に枢着され、該保持部との摩擦によって減衰力を発揮する球状部とで構成される下部荷重支持部と、前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の球状部を繋ぐ腕部とで構成される免震体と、
   前記両荷重支持部が相対的に移動した際に、該両荷重支持部を元の位置に戻すように復元力を付与する復元手段とを備えることを特徴とする免震装置。
2. 前記復元手段は、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部と、前記上部荷重支持部が支持する物体との間に介装された弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
3. 前記弾性体は、コイルばねであって、
   該コイルばねの一端が前記下部荷重支持部の前記ハウジング部に、他端が前記上部荷重支持部が支持する物体に固定されることを特徴とする請求項２に記載の免震装置。
4. 前記復元手段は、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部と、前記上部荷重支持部の前記ハウジング部との間に介装された弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
5. 前記弾性体は、コイルばねであって、
   前記上部荷重支持部のハウジング部は、上部に鍔部を備え、前記下部荷重支持部のハウジング部は、下部に鍔部を備え、
   前記免震体は、前記コイルばねの内径部に収容されるとともに、該コイルばねの両端部の各々は、前記鍔部の各々に、該コイルばねが直立している時、及び該コイルばねが水平変形した時ともに、該コイルばねが圧縮可能なように、保持されることを特徴とする請求項４に記載の免震装置。
6. 前記弾性体は、板ばねであって、
   該板ばねの一端が、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部又は前記上部荷重支持部の前記ハウジング部のいずれか一方に固定され、該板ばねの他端が、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部又は前記上部荷重支持部の前記ハウジング部のいずれか他方に当接することを特徴とする請求項４に記載の免震装置。
7. 前記弾性体は、Ｕ字状の板ばねであって、
   該Ｕ字状の板ばねの一端が、前記下部荷重支持部の前記ハウジング部に固定され、該Ｕ字状の板ばねの他端が、前記上部荷重支持部の前記ハウジング部に固定されることを特徴とする請求項４に記載の免震装置。
8. 前記腕部は、前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の球状部を、同一軸線上で繋ぐように、両球状部と一体化されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の免震装置。
9. 前記上部荷重支持部のハウジング部の上面に、該免震装置を該上部荷重支持部が支持する物体に装着するための雄ねじが立設されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の免震装置。
10. 前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の保持部は、合成樹脂材料、金属材料又は焼結材料からなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の免震装置。
11. 前記合成樹脂材料は、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリエステル樹脂、あるいは、これらのいずれかの樹脂を基材とした充填材入り組成物からなることを特徴とする請求項１０に記載の免震装置。
12. 前記上部荷重支持部及び前記下部荷重支持部の各々の保持部の、前記球状体との摺動面が、網状体の基体と、該基体の網目を充填する合成樹脂層とからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の免震装置。
13. 前記基体は、エキスパンドメタル又は金網からなり、前記合成樹脂層は、四フッ化エチレン樹脂を含むことを特徴とする請求項１２に記載の免震装置。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の免震装置を３以上備えることを特徴とする什器。

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