JP5578516B2 - 減衰装置及び減衰方法 - Google Patents
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Description
免震対象物を載置するテーブルと固定体とにそれぞれ係合して上記テーブルと上記固定体との間に配置され、上記テーブルと上記固定体との相対的な移動に伴い相互に接触して相対的に少なくとも一方向に移動する可動部材と可動支持部材とを備えると共に、
上記可動部材が上記可動支持部材に対して相対的に移動したときに、上記可動支持部材上における予め設定された原点位置に上記可動部材を復帰させる復元力を上記可動部材に付勢する復元力付勢手段を備えている。
そして、上記可動部材と上記可動支持部材とは、相対的に移動して相互に摺動することにより、上記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定の摩擦力を発生し、上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、上記一定の摩擦力よりも大きく、かつ、上記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなる摩擦力を発生するよう構成されている。
上記可動部材は、上記可動支持部材に対して所定の押圧力にて押圧されて接触しており、
上記押圧力は、上記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定であり、上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、上記一定の押圧力よりも大きく、かつ、上記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなるよう設定されている、
という構成を採る。
上記可動支持部材は、上記可動部材が相対的に移動する際に当該可動部材が接触して摺動する軌跡である摺動部を有し、
上記摺動部は、上記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、平坦であり、上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、上記原点位置から離れるにつれて徐々に上り傾斜して形成されている、
という構成を採る。
上記可動支持部材は、相対的に移動する上記可動部材の移動方向に沿って延びる軸部材であると共に、上記軸部材の径は、上記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定であり、上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、上記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなるよう形成されており、
上記可動部材は、上記軸部材を挟むよう形成されており、上記軸部材の外周と少なくとも上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲で接触する挟持部材である、という構成を採る。なお、上記挟持部材は、上記軸部材の外周と常に接触するよう構成されてもよい。
上記可動部材である上記挟持部材は、上記軸部材を挟む各挟持片が相互に連結して形成されると共に、上記各挟持片間の距離が所定値以上の大きさの外力にて変化するよう所定の剛性を有する。
上記可動部材と上記可動支持部材とは、点、線又は面で相互に接触している、
という構成を採る。
上記復元力付勢手段は、上記原点位置に対する上記可動部材の移動に伴って伸縮するバネ部材であり、上記バネ部材は上記可動部材の上記原点位置からの移動量が大きいほど大きな復元力を付勢するよう配設されている、
という構成を採るとよい。
振動源からの振動が伝達される固定体と、免震対象物を載置するテーブルと、
上記固定体と上記テーブルとにそれぞれ係合して上記テーブルと上記固定体との間に配置され、上記テーブルと上記固定体との相対的な移動に伴い相互に接触して相対的に少なくとも一方向に移動する可動部材と可動支持部材とを備えると共に、
上記可動部材が上記可動支持部材に対して相対的に移動したときに、上記可動支持部材上における予め設定された原点位置に上記可動部材を復帰させる復元力を上記可動部材に付勢する復元力付勢手段を備えている。
そして、上記可動部材と上記可動支持部材とは、相対的に移動して相互に摺動することにより、上記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定の摩擦力を発生し、上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、上記一定の摩擦力よりも大きく、かつ、上記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなる摩擦力を発生するよう構成されている。
免震対象物を載置するテーブルと固定体とにそれぞれ係合して上記テーブルと上記固定体との間に配置され、上記免震対象物と上記固定体との相対的な移動に伴い相互に接触して相対的に少なくとも一方向に移動する可動部材と可動支持部材とを備えると共に、
上記可動部材が上記可動支持部材に対して相対的に移動したときに、上記可動支持部材上における予め設定された原点位置に上記可動部材を復帰させる復元力を上記可動部材に付勢する復元力付勢手段を備えた減衰装置による方法である。
上記可動部材と上記可動支持部材とが、相対的に移動して相互に摺動するときに、上記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定の摩擦力を発生し、上記原点位置から上記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、上記一定の摩擦力よりも大きく、かつ、上記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなる摩擦力を発生する。
本発明の第1の実施形態を、図1乃至図8を参照して説明する。図1は、免震装置の構成を示す斜視図であり、図2は、その上面図と断面図である。図3は、免震装置の一部の構成を示す斜視図であり、図4は、その正面図、上面図、断面図である。図5は、免震装置における変位と抵抗力との関係を示す図である。図6乃至図7は、直交する二方向の振動に対応可能なよう構成した免震装置の構成を示す斜視図である。図8は、加速度を入力した場合における応答加速度を示す実験データである。
図1に示すように、本実施形態における免震装置1は、地震などの振動源からの振動が伝達され地面に連動して振動する固定台(固定体)11と、この固定台11の上方に配置され免震対象物(図示せず)を載置するテーブル12と、固定台11とテーブル12との間に配置される減衰装置(符号30,40,51,52等)と、を備えている。以下、各構成について詳述する。
次に、上記構成の免震装置1の動作を説明する。まず、免震装置1を設置する際に、固定台11を建物の床などに固定し、テーブル12上に免震対象物を載置する。その後、地震などにより振動が生じると、固定台11が振動するため、当該固定台11に対して相対的にテーブル12が移動することとなる。なお、ここでは、ガイドレール21,22の長手方向に沿った振動が生じることとする。また、以下では、短周期に卓越成分を含む振動と、長周期に卓越成分を含む振動とが、それぞれ発生した場合を説明する。
次に、上述した免震装置の変形例を説明する。上記では、挟持部材40と軸部材30とが常に接触した状態、つまり、挟持部材40の一対の挟持片41,42間の距離が、軸部材30の中央付近(範囲L)の一定である直径よりもやや小さく形成されている場合を説明したが、本発明は、かかる構成に限定されない。例えば、挟持部材40の一対の挟持片41,42間の距離が、軸部材30の中央付近(範囲L)の一定である直径と等しいか、あるいは、一定である直径よりもやや大きく形成されていてもよい。この場合には、軸部材30の中央付近の直径が一定である範囲Lでは、挟持部材40の各挟持片41,42が軸部材30に対して押圧されずに接触しているか、あるいは、相互に接触していない状態となる。すると、軸部材30の中央付近の直径が一定である範囲Lでは、挟持部材40の各挟持片41,42と軸部材30との間のみには、摩擦力が発生しにくい。
次に、本発明の第2の実施形態を、図9乃至図11を参照して説明する。図9は、免震装置の構成を示す斜視図であり、図10は、その構成の一部を示す拡大図である。図11は、免震装置の一部の他の構成例を示す正面図である。
ここで、上記では、挟持部材140の一対の挟持片141,142間の距離が、軸部材30の中央付近(範囲L)の一定である直径よりもやや小さく形成されている場合を説明したが、本発明は、かかる構成に限定されない。例えば、上記実施形態1の変形例と同様に、挟持部材140の一対の挟持片141,142間の距離が、軸部材130の中央付近(範囲L)の一定である直径と等しいか、あるいは、一定である直径よりもやや大きく形成されていてもよい。この場合には、軸部材30の中央付近の直径が一定である範囲Lでは、挟持部材140の各挟持片141,142と軸部材30との間のみには、摩擦力が発生しにくいが、ガイドレール21,22上を可動片23,24が相対的に移動することにより、一定の摩擦力が発生する。
次に、本発明の第3の実施形態を、図12乃至図13を参照して説明する。図12は、免震装置の構成を示す上面図と断面図であり、図13は、その構成の一部を示す拡大図である。
次に、上述した免震装置の変形例を説明する。上記では、帯状部材231,232の表面に傾斜部分(領域L10,L12)と平坦部分(L11)とがある場合を例示したが、当該帯状部材231,232は、上述した形状に限定されない。上記帯状部材231,232の表面は、平行に配置されるガイドレール21,22の中央側(原点位置C側)に位置する各端部から、当該ガイドレール21,22の各端部に向けて、例えば、一定の角度で一様に傾斜して形成されていてもよい。
次に、本発明の第4の実施形態を、図14乃至図17を参照して説明する。図14乃至図17は、本実施形態における免震装置の構成を示す斜視図や断面図などを表している。なお、本実施形態では、上述した免震装置に装備される減衰力付勢手段として機能するコイルばね(図1の符号51,52参照)の変形例を説明する。従って、本実施形態における免震装置の構成は、コイルばね以外は上述した実施形態1,2,3と同様であるため、それらの説明は省略して説明する。特に、図14乃至図17では、減衰力を付勢する図1に示すような軸部材30や挟持部材40を図示していないが、実施形態1,2,3で説明した軸部材30や挟持部材40などの構成は備えていることとする。
図14(A)の斜視図及び図14(B)の上面図に示す免震装置300は、固定台11と、テーブル12と、固定台11とテーブル12との間に配置される減衰装置と、を備えている。そして、固定台11上には、2本のガイドレール21,22が備えられており、当該ガイドレール21,22上には、上記テーブル12に配置された複数の可動片が装備されることで、固定台11とテーブル12とを、ガイドレール21,22の長手方向に沿って、相対的に移動させることができる。
図15(A)の斜視図及び図15(B)のA−A線から見た側面図に示す免震装置400は、固定台11と、テーブル12と、固定台11とテーブル12との間に配置される減衰装置と、を備えている。そして、固定台11上には、2本のガイドレール21,22が備えられており、当該ガイドレール21,22上には、上記テーブル12に配置された複数の可動片が装備されることで、固定台11とテーブル12とを、ガイドレール21,22の長手方向に沿って、相対的に移動させることができる。
図16(A)の斜視図及び図16(B)のA−A線から見た側面図に示す免震装置500は、固定台11と、テーブル12と、固定台11とテーブル12との間に配置される減衰装置と、を備えている。そして、固定台11上には、2本のガイドレール21,22が備えられており、当該ガイドレール21,22上には、上記テーブル12に配置された複数の可動片が装備されることで、固定台11とテーブル12とを、ガイドレール21,22の長手方向に沿って、相対的に移動させることができる。
図17(A)の斜視図及び図17(B)の上方から見た断面図に示す免震装置600は、固定台11と、テーブル12と、固定台11とテーブル12との間に配置される減衰装置と、を備えている。そして、固定台11上には、2本のガイドレール21,22が備えられており、当該ガイドレール21,22上には、上記テーブル12に配置された複数の可動片が装備されることで、固定台11とテーブル12とを、ガイドレール21,22の長手方向に沿って、相対的に移動させることができる。
11 固定台
12 テーブル
21,22 ガイドレール
23,24 可動片
30 軸部材
40 挟持部材
41,42 挟持片
51,52,151,152,351,352,451,452,551,552 コイルばね
110 テーブル補助部材
120,420,520,620 リブ
140 挟持部材
141,142 挟持片
231,232 帯状部材
240 可動部材
241,242 摺動片
351a,351c,352a,352c,551a,551b,552a,552b コイルばね部材
351b,352b 防振ゴム
453,553,653,653a ガイド軸
651,652 第一コイルばね
651a,652a 第二コイルばね
Claims (14)
- テーブルと固定体とにそれぞれ係合して前記テーブルと前記固定体との間に配置され、前記テーブルと前記固定体との相対的な移動に伴い相互に接触して相対的に少なくとも一方向に移動する可動部材と可動支持部材とを備えると共に、
前記可動部材が前記可動支持部材に対して相対的に移動したときに、前記可動支持部材上における予め設定された原点位置に前記可動部材を復帰させる復元力を前記可動部材に付勢する復元力付勢手段を備え、
前記可動支持部材は、相対的に移動する前記可動部材の移動方向に沿って延びる軸部材であると共に、前記軸部材の径は、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定であり、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなるよう形成され、
前記可動部材は、前記軸部材を挟むよう形成されており、前記軸部材の外周と少なくとも前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲で接触する挟持部材であり、
前記可動部材と前記可動支持部材とは、相対的に移動して相互に摺動することにより、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定の摩擦力を発生し、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記一定の摩擦力よりも大きく、かつ、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなる摩擦力を発生するよう構成されている、
減衰装置。 - 請求項1に記載の減衰装置であって、
前記挟持部材は、一方向が開口した略U字状に形成されている、
減衰装置。 - 請求項1に記載の減衰装置であって、
前記挟持部材は、前記軸部材が挿通する挿通孔が形成された部材の内面から突出し、前記軸部材を囲むよう当該軸部材に接する一対の挟持片を有して構成されている、
減衰装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の減衰装置であって、
前記可動部材は、前記可動支持部材に対して所定の押圧力にて押圧されて接触しており、
前記押圧力は、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定であり、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記一定の押圧力よりも大きく、かつ、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなるよう設定されている、
減衰装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の減衰装置であって、
前記可動部材である前記挟持部材は、前記軸部材の外周と常に接触する、
減衰装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の減衰装置であって、
前記可動部材である前記挟持部材は、前記軸部材を挟む各挟持片が相互に連結して形成されると共に、前記各挟持片間の距離が所定値以上の大きさの外力にて変化するよう所定の剛性を有する、
減衰装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の減衰装置であって、
前記可動部材と前記可動支持部材とは、点、線又は面で相互に接触している、
減衰装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の減衰装置であって、
前記復元力付勢手段は、前記原点位置に対する前記可動部材の移動に伴って伸縮するバネ部材であり、前記バネ部材は前記可動部材の前記原点位置からの移動量が大きいほど大きな復元力を付勢するよう配設されている、
減衰装置。 - 請求項8に記載の減衰装置であって、
前記バネ部材は、前記可動部材の移動方向に沿って伸縮するよう配設されており、前記可動部材の前記原点位置に対して少なくとも一方の移動側に配設された前記バネ部材は、それぞれ異なるバネ定数を有する複数のバネ部材が直列に連結されて構成されている、
減衰装置。 - 請求項8に記載の減衰装置であって、
前記バネ部材は、前記可動部材の移動方向に沿って伸縮するよう配設されており、前記可動部材の前記原点位置に対して少なくとも一方の移動側に配設された前記バネ部材は、複数のバネ部材が相互に平行に配設されて構成されていると共に、そのうちの少なくとも1つのバネ部材が前記原点位置よりも所定の距離だけ離間した位置に配設されている、
減衰装置。 - 請求項8に記載の減衰装置であって、
前記バネ部材は、前記可動部材の移動方向に沿って伸縮するよう配設されており、前記可動部材の前記原点位置に対して少なくとも一方の移動側に配設された前記バネ部材は、バネ定数が部分的に異なるバネ部材にて構成されている、
減衰装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の減衰装置であって、
前記減衰装置上に、さらに他の前記減衰装置を搭載し、
前記各減衰装置の前記各軸部材が、相互に直交する方向に延びるよう配置されている、
減衰装置。 - 固定体と、テーブルと、
前記固定体と前記テーブルとにそれぞれ係合して前記テーブルと前記固定体との間に配置され、前記テーブルと前記固定体との相対的な移動に伴い相互に接触して相対的に少なくとも一方向に移動する可動部材と可動支持部材とを備えると共に、
前記可動部材が前記可動支持部材に対して相対的に移動したときに、前記可動支持部材上における予め設定された原点位置に前記可動部材を復帰させる復元力を前記可動部材に付勢する復元力付勢手段を備え、
前記可動支持部材は、相対的に移動する前記可動部材の移動方向に沿って延びる軸部材であると共に、前記軸部材の径は、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定であり、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなるよう形成され、
前記可動部材は、前記軸部材を挟むよう形成されており、前記軸部材の外周と少なくとも前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲で接触する挟持部材であり、
前記可動部材と前記可動支持部材とは、相対的に移動して相互に摺動することにより、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定の摩擦力を発生し、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記一定の摩擦力よりも大きく、かつ、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなる摩擦力を発生するよう構成されている、
免震装置。 - テーブルと固定体とにそれぞれ係合して前記テーブルと前記固定体との間に配置され、前記テーブルと前記固定体との相対的な移動に伴い相互に接触して相対的に少なくとも一方向に移動する可動部材と可動支持部材とを備えると共に、
前記可動部材が前記可動支持部材に対して相対的に移動したときに、前記可動支持部材上における予め設定された原点位置に前記可動部材を復帰させる復元力を前記可動部材に付勢する復元力付勢手段を備えた減衰装置による減衰方法であって、
前記可動支持部材は、相対的に移動する前記可動部材の移動方向に沿って延びる軸部材であると共に、前記軸部材の径は、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定であり、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなるよう形成され、
前記可動部材は、前記軸部材を挟むよう形成されており、前記軸部材の外周と少なくとも前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲で接触する挟持部材であり、
前記可動部材と前記可動支持部材とが、相対的に移動して相互に摺動するときに、前記原点位置から予め設定された所定の距離までの範囲では、一定の摩擦力を発生し、前記原点位置から前記所定の距離よりもさらに離れた範囲では、前記一定の摩擦力よりも大きく、かつ、前記原点位置から離れるにつれて徐々に大きくなる摩擦力を発生する、
減衰方法。
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