免震台
【課題】固定プレート上に球体軸受を介して移動プレートを任意方向に移動自在に搭載し、移動プレートに伝達される振動を緩和するダンパー及び移動プレートの原位置への復帰手段を備えた免震台において、全体の高さをできるだけ低く設定できるようにすることである。
【解決手段】四角形の固定プレート１１は各辺に沿う４個所のリニヤガイド１６を備え、移動プレート１７はリニヤガイド１６ごとにダンパーユニット２１を介して固定プレート１１に取り付けられる。ダンパーユニット２１はリンク２２とロータリダンパー２３により構成され、リンク２２はリニヤガイド１６のスライダー１５に対してはスライダー取付軸２６によって、また移動プレート１７に対しては移動プレート取付軸２７によってそれぞれ回転自在に取り付けられる。ロータリダンパー２３はスライダー取付軸２６に取り付けられ、取付軸２６とリンク２２との相対回転によってダンパー作用を行う。
【解決手段】四角形の固定プレート１１は各辺に沿う４個所のリニヤガイド１６を備え、移動プレート１７はリニヤガイド１６ごとにダンパーユニット２１を介して固定プレート１１に取り付けられる。ダンパーユニット２１はリンク２２とロータリダンパー２３により構成され、リンク２２はリニヤガイド１６のスライダー１５に対してはスライダー取付軸２６によって、また移動プレート１７に対しては移動プレート取付軸２７によってそれぞれ回転自在に取り付けられる。ロータリダンパー２３はスライダー取付軸２６に取り付けられ、取付軸２６とリンク２２との相対回転によってダンパー作用を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、精密機器その他の物品を載せたプレートに地震等の振動が加わった場合において、プレートに伝わる振動を抑制しその上に搭載された物品を保護する免震台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている免震台として特許文献１に記載されたものは、物品を搭載するプレートの下面にＸ方向のガイドレールが設けられ、そのガイドレールに嵌められた上段案内部材が水平面内で対角方向に延びた弾性部材によって支持される。前記案内部材は上段スライダーに固定され、その上段スライダーの下面にＹ方向のガイドレールが設けられる。そのガイドレールに嵌められた下段案内部材も水平面内で対角方向に延びた弾性部材によって支持され、下段案内部材に下段スライダーが取り付けられ、その下段スライダーが床面に設置される。
【０００３】
床面に加えられた地震等の振動によって、下段案内部材及び上段案内部材がＸ、Ｙ方向に移動すると同時に、弾性部材によってプレート上の物品に作用する振動を緩和し、プレートを原位置に復帰させる。
【０００４】
前記の免震台は、原位置においては弾性部材によって振動が支えられるものであるから、原位置における剛性が不足する問題がある。この問題を解決すべく、特許文献２に開示された免震台は、固定プレートにＸ方向のリニヤガイド、移動プレートにＹ方向のリニヤガイドがそれぞれ設けられ、移動プレートが固定プレート上をＸＹ方向に移動可能となっている。さらに、前記の各リニヤガイドに結合されたベルトが環状に配置され、そのベルトをロータリダンパーに掛け渡し、ベルトがリニヤガイドの移動に伴って駆動されることによりロータリダンパーが作動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４０７１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来例は、いずれのも場合も、Ｘ、Ｙ方向のリニヤガイドを備えた２枚のプレートを２段に重ねることによってＸＹ機構を構成した構造であるから、免震台の上下方向の高さ（丈）が高くなり、プレート上に載せる物品の高さによっては天井に当たる不都合もある。
【０００７】
そこで、従来に比べ高さの低い免震台を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、この発明に係る免震台は、固定プレートと、その固定プレート上において任意方向に自由移動可能に搭載された移動プレートと、前記移動プレートと固定プレートとの間を連結するリンクと、前記移動プレートを原位置へ復帰させる復帰手段を備えた免震台において、前記固定プレートは一定の交差角をもった複数のリニヤガイドを備え、前記リンクは前記リニヤガイドに対応して複数個所に設けられ、各リンクは前記リニヤガイドのスライダーに対してスライダー取付軸及び移動プレートに対して移動プレート取付軸によってそれぞれ回転自在に取り付けられた構成としたものである。
【０００９】
前記構成の免震台は、固定プレートに対して移動プレートを一定の方向に移動させると、リンクのスライダー取付軸側の端部はリニヤガイドによって直線的に移動する一方、移動プレート取付軸側の端部は移動プレートの移動方向に追従して移動する。これにより、リンクは一定角度範囲で揺動し、移動プレートはリンクの長さによって制限される範囲内で任意の方向に移動することができる。言い替えれば、リンクは移動プレートの任意方向への移動を妨げることがない。
【００１０】
逆に、移動プレートを固定し固定プレートを移動させた場合、リンクが揺動しながら固定プレートに追従して移動し、固定プレートはリンクの長さによって規制される範囲内で任意の方向に移動することができる。
【００１１】
なお、移動プレートが一方のリニヤガイドに対し平行に移動した場合は、そのリニヤガイドに一端部が取り付けられたリンクは平行するのみで揺動することはない。しかし、他方のリニヤガイドは前記リニヤガイドに対し一定の交差角を持っており平行ではないので、そのリニヤガイドに一端部が取り付けられたリンクは揺動する。
【００１２】
実際に免震台として使用されたときは、移動プレート上に保護対象となる各種の物体が搭載される。その物体の重量を支えながら移動プレートが静止状態にある場合において、固定プレートに地震等の振動が加えられると、静止状態にある移動プレートに対し固定プレートが移動する。各リンクの移動プレート側の端部は静止状態にあり、固定プレート側の端部は固定プレートに対しスライドする。したがって、固定プレートの振動が直接移動プレート及びそれに搭載された物体に及ぶことが防止される。即ち、免震効果が発揮される。
【００１３】
しかし、前記の免震効果だけでは固定プレートに加えられる振動の減衰効果が少なく、振動の減衰時間が長くなる。また、移動プレートとリンクの連結部分の摩擦によって移動プレートにある程度の振動が伝わることが避けられず、しかもその振動が長く続くことになる。
【００１４】
このため、前記リンクにロータリダンパーが取り付けられ、前記ロータリダンパーの回転軸が前記スライダー取付軸又は前記移動プレート取付軸の少なくとも一方に連結され、連結された少なくとも一方の取付軸と前記ロータリダンパーの回転軸が一体化され、前記リンクの相対回転によってダンパー作用が行われるようにした構成を付加することが望ましい。この構成を付加すると前記の振動が迅速に減衰される。
【００１５】
また、前述のように、移動プレートが一方のリニヤガイドに対し平行移動した場合は、そのリニヤガイドに一端部が取り付けられたリンクは平行移動するので揺動せず、ロータリダンパーによるダンパー作用は発揮されない。しかし、他方のリニヤガイドに取り付けられたリンクは揺動するので、ロータリダンパーを作動させることができ、ダンパー作用を発揮させることができる。
【００１６】
前記の復帰手段の具体例としては、トーションばね等の弾性部材を用いる手段がある。また、移動プレートを支持する球体軸受を固定プレートの上面に設けた浅い凹球面等の凹部によって受ける手段もある。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る免震台は、固定プレートに対し移動プレートをリンクによって連結し、そのリンクを移動プレートに対して回転自在、かつ固定プレートに対してスライド自在に取り付けることにより、移動プレートを任意の方向に移動させることができる。その結果、従来のようなＸＹ機構は不要となり、前記リンクは固定プレートと移動プレートの間の同一平面上に配置することができるので、免震台の高さを従来に比べ低く設定できる効果がある。
【００１８】
また、前記リンクの揺動に伴う取付軸との相対回転を利用してロータリダンパーを作動させるようにしたので、装置がコンパクト化される。さらに、移動プレートの原位置への復帰手段として、トーションばね等の弾性体を用いることにより、復帰手段のコンパクト化を図ることができる。
【００１９】
さらに、復帰手段として移動プレートを支持する球体軸受を固定プレートの上面に設けた浅い凹球面等の凹部によって受ける手段を採用した場合は、特別な部品は不要である利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１の免震台の平面図である。
【図２】図２は、同上の正面図である。
【図３】図３は、同上の一部拡大断面図である。
【図４】図４は、同上の使用状態における平面図である。
【図５】図５は、実施形態２の免震台の横断平面図である。
【図６】図６は、同上の正面図である。
【図７】図７は、実施形態３の免震台の平面図である。
【図８】図８は、実施形態４の免震台の平面図である。
【図９】図９は、同上の正面図である。
【図１０】図１０は、実施形態５の免震台の平面図である。
【図１１】図１１は、同上の正面図である。
【図１２】図１２は、実施形態６の免震台の平面図である。
【図１３】図１３は、実施形態７の免震台の平面図である。
【図１４】図１４は、同上の正面図である。
【図１５】図１５は、実施形態８の免震台の平面図である。
【図１６】図１６は、同上の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２２】
図１から図４に示した実施形態１に係る免震台１０は、四角形の固定プレート１１を有する。固定プレート１１の四辺にはそれぞれガイドレール１２が設けられる。各ガイドレール１２はチャンネル形状のものであり、ビス１４により固定プレート１１に取り付けられる。四辺のガイドレール１２にはそれぞれローラー２０に支持されたスライダー１５がスライド自在に収納され、ガイドレール１２とスライダー１５とによってリニヤガイド１６が構成される。
【００２３】
固定プレート１１の上方にこれより小面積で相似形の移動プレート１７が各辺ガイドレール１２の内側に沿って配置される。移動プレート１７の下面中央部分には４本の支持脚１８が四角形の頂点位置に配置され、ビス１８ａにより取り付けられる。移動プレート１７は、支持脚１８の下端面に設けられた球体軸受１９（図２参照）により固定プレート１１への球面接触によって任意方向にスムーズな滑りが可能となるよう支持される。
【００２４】
前記の球体軸受１９は、ケーシングに設けた凹球面に多数の玉を配置し、その玉によって１個の大径の球体を転動自在に支持し、その球体の一部をケーシングの下面に露出させたものであり、例えば「フリーベア」（登録商標）の商品名で知られたものがある。
【００２５】
前記各リニヤガイド１６のスライダー１５と、そのリニヤガイド１６に移動プレート１７の各辺の内側部分がリンク２２によって連結される。そのリンク２２に取り付けられるロータリダンパー２３、トーションばね２４及びリンク側傘歯車２５によりダンパーユニット２１が構成される。
【００２６】
前記のように移動プレート１７は、リンク２２を介して固定プレート１１に連結されているため、移動プレート１７が固定プレート１１から上方に外れることが防止される。
【００２７】
リンク２２の一端部は、スライダー１５の上面に上向きに突き出した回転自在のスライダー取付軸２６（図２参照）に一体に取り付けられる。他端部は、移動プレート１７の下面に下向きに突き出した移動プレート取付軸２７の下端部に回転自在に取り付けられる。移動プレート取付軸２７は、移動プレート１７のコーナー部近くに片寄って設けられるので、スライダー１５は反対側のコーナー部側に移動する。その結果、リンク２２を含んだダンパーユニット２１の全体はガイドレール１２に対して一定角度α（図１参照）で傾斜した状態に保持される。
【００２８】
前記のように、リンク２２の一端部は回転自在のスライダー取付軸２６に一体に取り付けられ、他端部は移動プレート取付軸２７に回転自在に取り付けられるので、リンク２２はその傾斜角度αを変えつつ揺動しながら固定プレート１１に対して自由に移動することができる。
【００２９】
前記のロータリダンパー２３は、リンク２２の端部上面に固定されたケーシング２８（図２参照）の内部にシリコーンオイル等の粘性流体が封入されており、そのセンターに前記のスライダー取付軸２６の上端部が液密を保持して貫通される。スライダー取付軸２６にはディスク２９が設けられ、そのディスク２９が粘性流体の中で回転することにより、スライダー取付軸２６に回転抵抗が付与される。スライダー取付軸２６はロータリダンパー２３の回転軸と一体化される。
【００３０】
ロータリダンパー２３の回転軸は、ダンパーユニット２１の揺動に伴って回転することにより回転抵抗が発生するものであればよいので、前記のスライダー取付軸２６だけでなく、移動プレート取付軸２７もその機能を発揮することができる。即ち、ロータリダンパー２３は、スライダー取付軸２６又は移動プレート取付軸２７のいずれか一方又は双方に取り付ければよく、その取り付けられた取付軸とダンパーユニット２１のリンク２２との相対回転によってダンパー作用が行われる。
【００３１】
前記のトーションばね２４は、その一端の固定端部３１がリンク２２に一体に固定される。他端の捩じり端部３２は、リンク２２に設けられたブラケット３３に回転自在に挿通支持される。トーションばね２４は、移動プレート１７を原位置に復帰させる復帰手段となる。
【００３２】
前記のリンク側傘歯車２５は、その回転軸３４（図３参照）が前記ブラケット３３の内部でトーションばね２４の捩じり端部３２に同軸状態に結合される。リンク側傘歯車２５と直交し相互に噛み合う移動プレート側傘歯車３５が、移動プレート１７の下面において移動プレート取付軸２７に同軸状態に嵌合固定される。
【００３３】
前記のようなリンク側傘歯車２５と移動プレート側傘歯車３５の組み合わせからなる歯車機構を設けることにより、トーションばね２４をリンク２２に組み付けることができ、ダンパーユニット２１のコンパクト化を図ることができる。また、リンク側傘歯車２５と移動プレート側傘歯車３５の歯数比を適宜選択することにより、ダンパーユニット２１の揺動角に対するトーションばね２４の捩じり量を変化させることができる。
【００３４】
移動プレート１７を基準にして見た４個所のダンパーユニット２１のリンク２２は、図１に示したように、一定の傾斜角αを有し、それぞれの配置姿勢は、固定プレート１１の一つのコーナー部Ｐにおいては、そのコーナー部Ｐを挟んだ両側のダンパーユニット２１のスライダー１５が相互に接近し、反対に移動プレート１７においてはリンク側傘歯車２５が相互に離反する配置となる。前記コーナー部Ｐと対角位置にあるコーナー部Ｑにおいても同様の配置となる。
【００３５】
なお、コーナー部ＰとＱを結ぶ対角線に交差する対角線Ｒを基準に見た場合、対角線Ｒの両側のダンパーユニット２１の配置は対称形となる。
【００３６】
上記の配置において、移動プレート１７は固定プレート１１と同心状態にあり、かつ移動プレート１７の４辺は固定プレート１１の４辺とそれぞれ平行となる。トーションばね２４は何らの弾性も発生していない自然状態にある。このような状態にある移動プレート１７の位置を原位置と称する。
なお、説明の便宜上、固定プレート１１の４辺を基準としたＸＹ座標軸を図１中に示す。
【００３７】
実施形態１の免震台１０は以上のように構成され、次にその作用について説明する。
【００３８】
移動プレート１７が原位置にある状態において、移動プレート１７は球体軸受１９によって任意方向に自由移動可能に搭載されているので、固定プレート１１に地震等の外部振動が入力された場合は、固定プレート１１が静止状態にある移動プレート１７に対して移動し、固定プレート１１の振動が直接移動プレート１７に伝わることは避けられる。これによって一応の免震効果は得られるが、それだけでは振動の減衰時間が長くなり、移動プレート１７に伝達される振動も長く続くなどの問題がある。
【００３９】
この問題に対し、実施形態１の場合は前記のリンク２２にロータリダンパー２３などを搭載したダンパーユニット２１を設けることにより対処している。
【００４０】
いま、移動プレート１７がＸＹ軸（図１参照）に対して角度をもった振動によりＡ位置からＢ位置に移動したとする。その移動に伴い各ダンパーユニット２１が随伴するので、リニヤガイド１６のスライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１を構成するリンク２２がスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。
【００４１】
前記の揺動に伴い、移動プレート側傘歯車３５の回転がこれと噛み合ったリンク側傘歯車２５を経て捩じり端部３２をねじる結果、トーションばね２４に一定の捩じり荷重が付与される。また、揺動の支点となるスライダー取付軸２６の回転に伴いロータリダンパー２３において回転抵抗が付与され、リンク２２の揺動にダンパー作用を与え、移動プレート１７の振動を減衰させる。外部振動が無くなると、トーションばね２４の捩じり荷重による弾性によって移動プレート１７が原位置に復帰する。
【００４２】
固定プレート１１に加えられる振動の方向によって、移動プレート１７がＸ軸方向に移動するときは、Ｘ軸方向と平行のリニヤガイド１６に関連したリンク２２は平行移動するだけであり揺動を生じることがない。これに対しＹ軸方向のリンク２２は揺動し、そのリンク２２を含むダンパーユニット２１がダンパー作用及び原位置への復帰作用を行う。同様に、移動プレート１７がＹ軸方向に移動したときはＸ軸方向のダンパーユニット２１が作用する。
【００４３】
リニヤガイド１６は相互に一定の交差角を持つものを最低２個所に設ければよい。リンク２２が１箇所のリニヤガイド１６に対して平行移動する場合は、他の１箇所のリンク２２においてはダンパー作用及び原位置への復帰作用が行われるからである。リニヤガイド１６及びダンパーユニット２１全体の数は、ダンパー作用、復帰作用の大きさ等から適宜決定される。
【００４４】
図示の場合は、リニヤガイド１６を正方形の４辺に沿って４個所に配置し、対角線Ｒの両側にダンパーユニット２１を２個所ずつ対称形に全４個所に配置している。
【００４５】
図４は移動プレート１７を固定プレート１１の１箇所のコーナー部に接するように移動させた状態を示す。そのコーナー部の両側のダンパーユニット２１はほぼ直角になり、対角位置の他のコーナー部の両側のダンパーユニット２１はほぼ直線状に延びる。
【００４６】
このように、移動プレート１７を固定プレート１１のコーナー部に接した状態でロックするなどして安定させたのち対象物品を搭載する。その後ロックを解除して移動プレート１７を自動的に原位置に戻すようにすれば対象物品の搭載作業を容易に行うことができる。
なお、移動プレート１７は、固定プレート１１の１辺にのみ接するように移動させ、対象物品を搭載する場合もある。
[実施形態２]
【００４７】
図５及び図６に示した実施形態２の免震台１０は、前記実施形態１の場合において、移動プレート１７の面積を固定プレート１１の面積と一致するように形成したものである。保護対象物品の搭載面積が拡大され、広い面積の免震化が可能となる。また、移動プレート１７がカバーとなって固定プレート１１との間に異物の侵入を防止することができる。また、同じ大きさであることから移動プレート１７への備え付けが容易となる。
【００４８】
なお、図示の場合、前記実施形態１の場合の移動プレート１７（図１参照）を基礎プレート１７ａとして、その上面に面積の広い移動プレート１７を重ね、接合等によって一体化したものを示している。この構成によると、実施形態１の基本構成をそのまま利用し、これに広い面積の移動プレート１７を重ねて一体化するだけで実施形態２の免震台を得ることができるので、製品の低コスト化を図ることができる。
[実施形態３]
【００４９】
図７に示した実施形態３に係るものは、前記実施形態２（図５参照）と同一構造の免震台を４台使用し、これらの免震台を田の字形に配置したものである。各移動プレート１７は、４個所のコーナー部にそれぞれ同一半径、かつ９０°の中心角をもった円弧溝３６を設けてあり、田の字形に組み合わされた４枚の移動プレート１７の中心部において４個所の円弧溝３６によって環状溝３７が形成される。また、隣接した移動プレート１７の２個所の円弧溝３６によって半環状溝３７ａが形成される。
【００５０】
前記の環状溝３７に環状連結部材３８、半環状溝３７ａに半環状連結部材３８ａをそれぞれ強制嵌合することにより、各移動プレート１７を連結し面積の広い移動プレート組立体３９を構成している。各固定プレート１１はリンク２２を含むダンパーユニット２１を介して間接的に結合される。
【００５１】
円弧溝３６は移動プレート１７の１箇所のコーナー部に設け、田の字形に組み合わせる際に各円弧溝３６を中心側に向けて配置すればよいが、前記のように４個所のコーナー部に設けておけば組み合わせ時の自由度が高くなる。
【００５２】
なお、図示の場合は、理解の便宜上、移動プレート組立体３９を固定プレート１１に対して斜めに移動させた状態で示している。
[実施形態４]
【００５３】
図８及び図９に示した実施形態４の場合は、前記の実施形態１の場合（図１〜図４参照）におけるダンパーユニット２１の構成に一部変更を加えたものである。
【００５４】
即ち、この場合のダンパーユニット２１は、リンク２２の一端部がスライダー取付軸２６に一体に取り付けられ、他端部が移動プレート取付軸２７の下端部に回転自在に取り付けられる点、ロータリダンパー２３が前記のスライダー取付軸２６に取り付けられる点は実施形態１の場合と同様である。しかし、トーションばね２４に代えて圧縮コイルばね４１を使用し、またリンク側傘歯車２５に代えてプーリー４２を使用している点において相違がある。
【００５５】
圧縮コイルばね４１は、リンク２２に立てたピン４３に一端部が係合され、他端部にベルト４４の一端部が連結される。プーリー４２は移動プレート取付軸２７に嵌合一体化され、そのプーリー４２にベルト４４の他端部を一定量巻き付けている。平常時において、各圧縮コイルばね４１は均等に伸びた状態に保持される。
【００５６】
ベルト４４の巻き付け方向は、移動プレート１７の対角位置のコーナー部Ｐ、Ｑをそれぞれ挟んだ両側のダンパーユニット２１においては反対向きとなっている。即ち、一方のダンパーユニット２１におけるベルト４４の巻き付け方向Ｒに対し、他方のダンパーユニット２１においては反対の巻き付け方向Ｌとなっている。その結果、各圧縮コイルばね４１のばね力がバランスし、移動プレート１７は原位置に保持される。また、各ダンパーユニット２１の傾斜角度αも一定に保持される。
【００５７】
前記の原位置において、固定プレート１１に外部振動が入力され、相対的に移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。
【００５８】
前記の揺動に伴い揺動の支点となるスライダー取付軸２６が回転することにより、ロータリダンパー２３において回転抵抗が付与される。その結果、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用が与えられ、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００５９】
また、コーナー部Ｐの両側においては、巻き付け方向Ｌのものはプーリー４２がその巻き付け方向に回転するので、圧縮コイルばね４１のばね力が増大する。巻き付け方向Ｒのものはプーリー４２が巻き付け方向と反対方向に回転するのでばね力が減少する。コーナー部Ｑの両側においては、巻き付け方向Ｌのもののばね力が減少し、巻き付け方向Ｒのもののばね力が増大する。
【００６０】
外部振動が無くなると、ばね力の増大した圧縮コイルばね４１のばね力により移動プレート１７が原位置に復帰する。
【００６１】
なお、前記のプーリー４２を用いることなくベルト４４を移動プレート取付軸２７に直接巻き付けてもよい。さらに、プーリー４２を用いる場合はその軸の径、また移動プレート取付軸２７に直接巻き付けるときはその軸の径を変化させることで、ベルト４４の巻き付け量を変化させることができる。
[実施形態５]
【００６２】
図１０及び図１１に示した実施形態５の免震台１０は、前記実施形態４の圧縮コイルばね４１に代えて捩じりコイルばね４６を使用したものである。即ち、移動プレート取付軸２７にスリーブ４７（図１１参照）を回転可能に嵌合し、そのスリーブ４７に捩じりコイルばね４６のコイル部４８を嵌める。捩じりコイルばね４６の一方の自由端部を移動プレート１７に、他方の自由端部をダンパーユニット２１のリンク２２にそれぞれ係合させ、一定のばね力を発生させる。
【００６３】
すべてのダンパーユニット２１について捩じりコイルばね４６のばね力の大きさを一定に設定することにより、移動プレート１７は原位置に保持される。
【００６４】
移動プレート１７が原位置にある場合において、固定プレート１１に外部振動が入力され、移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。
【００６５】
前記の揺動に伴い揺動の支点となるスライダー取付軸２６が回転することにより、ロータリダンパー２３において回転抵抗が付与される。その結果、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用が与えられ、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００６６】
コーナー部Ｐの両側においては、一方のダンパーユニット２１の捩じりコイルばね４６のばね力が増大する一方、他方のダンパーユニット２１の捩じりコイルばね４６のばね力が減少する。コーナー部Ｑにおいても同様である。外部振動が無くなると、ばね力の増大した捩じりコイルばね４６のばね力によって移動プレート１７が原位置に復帰する。また、トーションばねと同様に捩じりコイルばね４６の自由状態を原位置として取り付けても使用可能である。
[実施形態６]
【００６７】
図１２に示した実施形態６の免震台１０は、前記実施形態５（図１０、図１１参照）のように、復帰手段として捩じりコイルばね４６を用いた場合において、移動プレート１７の各辺当たり一対のダンパーユニット２１を設け、それぞれ平面的に交差するように配置したものである。各ガイドレール１２に２個のスライダー１５が設けられ、それぞれのスライダー取付軸２６に各ダンパーユニット２１のリンク２２の一端部が取り付けられる。また移動プレート１７の各辺に沿って２個所に設けられた移動プレート取付軸２７に各ダンパーユニット２１のリンク２２の他端部が取り付けられる。
【００６８】
この場合の作用は、基本的には前記実施形態５の場合と同様であるが、ダンパーユニット２１の数が２倍であるため、ダンパー作用、復帰作用において発生するばね力も倍増する。
[実施形態７]
【００６９】
図１３及び図１４に示した実施形態７の免震台１０は、前述の各実施形態において原位置への復帰手段の構成において相違がある。
【００７０】
即ち、前述の各実施形態における復帰手段は、ダンパーユニット２１の構成部材であるトーションばね２４（図１参照）、圧縮コイルばね４１（図８参照）、捩じりコイルばね４６（図１０参照）等の弾性体によって構成されていた。これに対し、この実施形態７の場合の復帰手段は、支持脚１８の球体軸受１９が載る固定プレート１１の上面に、球体軸受１９の曲率半径より大きい曲率半径をもった緩やかな凹球面４９を設けることにより構成される。各球体軸受１９が凹球面４９の底面中央にある状態において移動プレート１７は原位置に保持される。
【００７１】
この場合のダンパーユニット２１は、リンク２２とロータリダンパー２３によって構成され、リンク２２の一端がスライダー取付軸２６に、他端が移動プレート取付軸２７にそれぞれ取り付けられる。その他の構成は他の実施形態の場合と同様である。
【００７２】
図１３及び図１４に示した原位置において、固定プレート１１に外部振動が入力され、移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に相対的に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。揺動の支点となるスライダー取付軸２６の回転に伴いロータリダンパー２３において回転抵抗が付与され、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用を与え、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００７３】
また、移動プレート１７の移動に伴い支持脚１８の球体軸受１９は凹球面４９の周縁の方向に移動し、上下位置が若干高くなる。外部振動が無くなると、球体軸受１９は移動プレート１７の自重により凹球面４９の底面中央部に戻る。これにより移動プレート１７は原位置に復帰する。凹球面４９の他に凹状の円すい面等の凹部を採用することができる。
[実施形態８]
【００７４】
図１５及び図１６に示した実施形態８の免震台１０は、前記実施形態７（図１３、図１４参照）の場合と同様に、固定プレート１１に凹球面４９を設けているが、前述の支持脚１８及び球体軸受１９に相当するものは、１個の球体５０に置き替り、球体５０が凹球面４９に載る。また、移動プレート１７の下面には前記の各凹球面４９に対向した移動プレート側凹球面５１が設けられ、球体５０は上下の凹球面４９、５１間に介在され支持脚の機能を果たす。
【００７５】
球体５０が各凹球面４９、５１の底面中央部にある状態において移動プレート１７は原位置に保持される。
【００７６】
外部振動の入力に伴って移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に相対的に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。揺動の支点となるスライダー取付軸２６の回転に伴いロータリダンパー２３において回転抵抗が付与され、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用を与え、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００７７】
また、移動プレート１７の移動に伴い球体５０は凹球面４９、５１の周縁の方向に移動し、上下位置が若干高くなる。外部振動が無くなると、球体５０は移動プレート１７の自重により凹球面４９の底面中央部に戻る。同時に球体５０は移動プレート側凹球面５１の底面中央部に戻り原位置に復帰する。
【００７８】
なお、この場合も凹球面４９、５１の他に凹状の円すい面等の凹部を採用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
Ａ、Ｂ 移動プレートの位置
Ｐ、Ｑ コーナー部
Ｒ 対角線
１０ 免震台
１１ 固定プレート
１２ ガイドレール
１４ ビス
１５ スライダー
１６ リニヤガイド
１７ 移動プレート
１７ａ 基礎プレート
１８ 支持脚
１８ａ ビス
１９ 球体軸受
２０ ローラー
２１ ダンパーユニット
２２ リンク
２３ ロータリダンパー
２４ トーションばね
２５ リンク側傘歯車
２６ スライダー取付軸
２７ 移動プレート取付軸
２８ ケーシング
２９ ディスク
３１ 固定端部
３２ 捩じり端部
３３ ブラケット
３４ 回転軸
３５ 移動プレート側傘歯車
３６ 円弧溝
３７ 環状溝
３７ａ 半環状溝
３８ 環状連結部材
３８ａ 半環状連結部材
３９ 移動プレート組立体
４１ 圧縮コイルばね
４２ プーリー
４３ ピン
４４ ベルト
４６ 捩じりコイルばね
４７ スリーブ
４８ コイル部
４９ 凹球面
５０ 球体
５１ 移動プレート側凹球面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、精密機器その他の物品を載せたプレートに地震等の振動が加わった場合において、プレートに伝わる振動を抑制しその上に搭載された物品を保護する免震台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている免震台として特許文献１に記載されたものは、物品を搭載するプレートの下面にＸ方向のガイドレールが設けられ、そのガイドレールに嵌められた上段案内部材が水平面内で対角方向に延びた弾性部材によって支持される。前記案内部材は上段スライダーに固定され、その上段スライダーの下面にＹ方向のガイドレールが設けられる。そのガイドレールに嵌められた下段案内部材も水平面内で対角方向に延びた弾性部材によって支持され、下段案内部材に下段スライダーが取り付けられ、その下段スライダーが床面に設置される。
【０００３】
床面に加えられた地震等の振動によって、下段案内部材及び上段案内部材がＸ、Ｙ方向に移動すると同時に、弾性部材によってプレート上の物品に作用する振動を緩和し、プレートを原位置に復帰させる。
【０００４】
前記の免震台は、原位置においては弾性部材によって振動が支えられるものであるから、原位置における剛性が不足する問題がある。この問題を解決すべく、特許文献２に開示された免震台は、固定プレートにＸ方向のリニヤガイド、移動プレートにＹ方向のリニヤガイドがそれぞれ設けられ、移動プレートが固定プレート上をＸＹ方向に移動可能となっている。さらに、前記の各リニヤガイドに結合されたベルトが環状に配置され、そのベルトをロータリダンパーに掛け渡し、ベルトがリニヤガイドの移動に伴って駆動されることによりロータリダンパーが作動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４０７１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来例は、いずれのも場合も、Ｘ、Ｙ方向のリニヤガイドを備えた２枚のプレートを２段に重ねることによってＸＹ機構を構成した構造であるから、免震台の上下方向の高さ（丈）が高くなり、プレート上に載せる物品の高さによっては天井に当たる不都合もある。
【０００７】
そこで、従来に比べ高さの低い免震台を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、この発明に係る免震台は、固定プレートと、その固定プレート上において任意方向に自由移動可能に搭載された移動プレートと、前記移動プレートと固定プレートとの間を連結するリンクと、前記移動プレートを原位置へ復帰させる復帰手段を備えた免震台において、前記固定プレートは一定の交差角をもった複数のリニヤガイドを備え、前記リンクは前記リニヤガイドに対応して複数個所に設けられ、各リンクは前記リニヤガイドのスライダーに対してスライダー取付軸及び移動プレートに対して移動プレート取付軸によってそれぞれ回転自在に取り付けられた構成としたものである。
【０００９】
前記構成の免震台は、固定プレートに対して移動プレートを一定の方向に移動させると、リンクのスライダー取付軸側の端部はリニヤガイドによって直線的に移動する一方、移動プレート取付軸側の端部は移動プレートの移動方向に追従して移動する。これにより、リンクは一定角度範囲で揺動し、移動プレートはリンクの長さによって制限される範囲内で任意の方向に移動することができる。言い替えれば、リンクは移動プレートの任意方向への移動を妨げることがない。
【００１０】
逆に、移動プレートを固定し固定プレートを移動させた場合、リンクが揺動しながら固定プレートに追従して移動し、固定プレートはリンクの長さによって規制される範囲内で任意の方向に移動することができる。
【００１１】
なお、移動プレートが一方のリニヤガイドに対し平行に移動した場合は、そのリニヤガイドに一端部が取り付けられたリンクは平行するのみで揺動することはない。しかし、他方のリニヤガイドは前記リニヤガイドに対し一定の交差角を持っており平行ではないので、そのリニヤガイドに一端部が取り付けられたリンクは揺動する。
【００１２】
実際に免震台として使用されたときは、移動プレート上に保護対象となる各種の物体が搭載される。その物体の重量を支えながら移動プレートが静止状態にある場合において、固定プレートに地震等の振動が加えられると、静止状態にある移動プレートに対し固定プレートが移動する。各リンクの移動プレート側の端部は静止状態にあり、固定プレート側の端部は固定プレートに対しスライドする。したがって、固定プレートの振動が直接移動プレート及びそれに搭載された物体に及ぶことが防止される。即ち、免震効果が発揮される。
【００１３】
しかし、前記の免震効果だけでは固定プレートに加えられる振動の減衰効果が少なく、振動の減衰時間が長くなる。また、移動プレートとリンクの連結部分の摩擦によって移動プレートにある程度の振動が伝わることが避けられず、しかもその振動が長く続くことになる。
【００１４】
このため、前記リンクにロータリダンパーが取り付けられ、前記ロータリダンパーの回転軸が前記スライダー取付軸又は前記移動プレート取付軸の少なくとも一方に連結され、連結された少なくとも一方の取付軸と前記ロータリダンパーの回転軸が一体化され、前記リンクの相対回転によってダンパー作用が行われるようにした構成を付加することが望ましい。この構成を付加すると前記の振動が迅速に減衰される。
【００１５】
また、前述のように、移動プレートが一方のリニヤガイドに対し平行移動した場合は、そのリニヤガイドに一端部が取り付けられたリンクは平行移動するので揺動せず、ロータリダンパーによるダンパー作用は発揮されない。しかし、他方のリニヤガイドに取り付けられたリンクは揺動するので、ロータリダンパーを作動させることができ、ダンパー作用を発揮させることができる。
【００１６】
前記の復帰手段の具体例としては、トーションばね等の弾性部材を用いる手段がある。また、移動プレートを支持する球体軸受を固定プレートの上面に設けた浅い凹球面等の凹部によって受ける手段もある。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る免震台は、固定プレートに対し移動プレートをリンクによって連結し、そのリンクを移動プレートに対して回転自在、かつ固定プレートに対してスライド自在に取り付けることにより、移動プレートを任意の方向に移動させることができる。その結果、従来のようなＸＹ機構は不要となり、前記リンクは固定プレートと移動プレートの間の同一平面上に配置することができるので、免震台の高さを従来に比べ低く設定できる効果がある。
【００１８】
また、前記リンクの揺動に伴う取付軸との相対回転を利用してロータリダンパーを作動させるようにしたので、装置がコンパクト化される。さらに、移動プレートの原位置への復帰手段として、トーションばね等の弾性体を用いることにより、復帰手段のコンパクト化を図ることができる。
【００１９】
さらに、復帰手段として移動プレートを支持する球体軸受を固定プレートの上面に設けた浅い凹球面等の凹部によって受ける手段を採用した場合は、特別な部品は不要である利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１の免震台の平面図である。
【図２】図２は、同上の正面図である。
【図３】図３は、同上の一部拡大断面図である。
【図４】図４は、同上の使用状態における平面図である。
【図５】図５は、実施形態２の免震台の横断平面図である。
【図６】図６は、同上の正面図である。
【図７】図７は、実施形態３の免震台の平面図である。
【図８】図８は、実施形態４の免震台の平面図である。
【図９】図９は、同上の正面図である。
【図１０】図１０は、実施形態５の免震台の平面図である。
【図１１】図１１は、同上の正面図である。
【図１２】図１２は、実施形態６の免震台の平面図である。
【図１３】図１３は、実施形態７の免震台の平面図である。
【図１４】図１４は、同上の正面図である。
【図１５】図１５は、実施形態８の免震台の平面図である。
【図１６】図１６は、同上の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２２】
図１から図４に示した実施形態１に係る免震台１０は、四角形の固定プレート１１を有する。固定プレート１１の四辺にはそれぞれガイドレール１２が設けられる。各ガイドレール１２はチャンネル形状のものであり、ビス１４により固定プレート１１に取り付けられる。四辺のガイドレール１２にはそれぞれローラー２０に支持されたスライダー１５がスライド自在に収納され、ガイドレール１２とスライダー１５とによってリニヤガイド１６が構成される。
【００２３】
固定プレート１１の上方にこれより小面積で相似形の移動プレート１７が各辺ガイドレール１２の内側に沿って配置される。移動プレート１７の下面中央部分には４本の支持脚１８が四角形の頂点位置に配置され、ビス１８ａにより取り付けられる。移動プレート１７は、支持脚１８の下端面に設けられた球体軸受１９（図２参照）により固定プレート１１への球面接触によって任意方向にスムーズな滑りが可能となるよう支持される。
【００２４】
前記の球体軸受１９は、ケーシングに設けた凹球面に多数の玉を配置し、その玉によって１個の大径の球体を転動自在に支持し、その球体の一部をケーシングの下面に露出させたものであり、例えば「フリーベア」（登録商標）の商品名で知られたものがある。
【００２５】
前記各リニヤガイド１６のスライダー１５と、そのリニヤガイド１６に移動プレート１７の各辺の内側部分がリンク２２によって連結される。そのリンク２２に取り付けられるロータリダンパー２３、トーションばね２４及びリンク側傘歯車２５によりダンパーユニット２１が構成される。
【００２６】
前記のように移動プレート１７は、リンク２２を介して固定プレート１１に連結されているため、移動プレート１７が固定プレート１１から上方に外れることが防止される。
【００２７】
リンク２２の一端部は、スライダー１５の上面に上向きに突き出した回転自在のスライダー取付軸２６（図２参照）に一体に取り付けられる。他端部は、移動プレート１７の下面に下向きに突き出した移動プレート取付軸２７の下端部に回転自在に取り付けられる。移動プレート取付軸２７は、移動プレート１７のコーナー部近くに片寄って設けられるので、スライダー１５は反対側のコーナー部側に移動する。その結果、リンク２２を含んだダンパーユニット２１の全体はガイドレール１２に対して一定角度α（図１参照）で傾斜した状態に保持される。
【００２８】
前記のように、リンク２２の一端部は回転自在のスライダー取付軸２６に一体に取り付けられ、他端部は移動プレート取付軸２７に回転自在に取り付けられるので、リンク２２はその傾斜角度αを変えつつ揺動しながら固定プレート１１に対して自由に移動することができる。
【００２９】
前記のロータリダンパー２３は、リンク２２の端部上面に固定されたケーシング２８（図２参照）の内部にシリコーンオイル等の粘性流体が封入されており、そのセンターに前記のスライダー取付軸２６の上端部が液密を保持して貫通される。スライダー取付軸２６にはディスク２９が設けられ、そのディスク２９が粘性流体の中で回転することにより、スライダー取付軸２６に回転抵抗が付与される。スライダー取付軸２６はロータリダンパー２３の回転軸と一体化される。
【００３０】
ロータリダンパー２３の回転軸は、ダンパーユニット２１の揺動に伴って回転することにより回転抵抗が発生するものであればよいので、前記のスライダー取付軸２６だけでなく、移動プレート取付軸２７もその機能を発揮することができる。即ち、ロータリダンパー２３は、スライダー取付軸２６又は移動プレート取付軸２７のいずれか一方又は双方に取り付ければよく、その取り付けられた取付軸とダンパーユニット２１のリンク２２との相対回転によってダンパー作用が行われる。
【００３１】
前記のトーションばね２４は、その一端の固定端部３１がリンク２２に一体に固定される。他端の捩じり端部３２は、リンク２２に設けられたブラケット３３に回転自在に挿通支持される。トーションばね２４は、移動プレート１７を原位置に復帰させる復帰手段となる。
【００３２】
前記のリンク側傘歯車２５は、その回転軸３４（図３参照）が前記ブラケット３３の内部でトーションばね２４の捩じり端部３２に同軸状態に結合される。リンク側傘歯車２５と直交し相互に噛み合う移動プレート側傘歯車３５が、移動プレート１７の下面において移動プレート取付軸２７に同軸状態に嵌合固定される。
【００３３】
前記のようなリンク側傘歯車２５と移動プレート側傘歯車３５の組み合わせからなる歯車機構を設けることにより、トーションばね２４をリンク２２に組み付けることができ、ダンパーユニット２１のコンパクト化を図ることができる。また、リンク側傘歯車２５と移動プレート側傘歯車３５の歯数比を適宜選択することにより、ダンパーユニット２１の揺動角に対するトーションばね２４の捩じり量を変化させることができる。
【００３４】
移動プレート１７を基準にして見た４個所のダンパーユニット２１のリンク２２は、図１に示したように、一定の傾斜角αを有し、それぞれの配置姿勢は、固定プレート１１の一つのコーナー部Ｐにおいては、そのコーナー部Ｐを挟んだ両側のダンパーユニット２１のスライダー１５が相互に接近し、反対に移動プレート１７においてはリンク側傘歯車２５が相互に離反する配置となる。前記コーナー部Ｐと対角位置にあるコーナー部Ｑにおいても同様の配置となる。
【００３５】
なお、コーナー部ＰとＱを結ぶ対角線に交差する対角線Ｒを基準に見た場合、対角線Ｒの両側のダンパーユニット２１の配置は対称形となる。
【００３６】
上記の配置において、移動プレート１７は固定プレート１１と同心状態にあり、かつ移動プレート１７の４辺は固定プレート１１の４辺とそれぞれ平行となる。トーションばね２４は何らの弾性も発生していない自然状態にある。このような状態にある移動プレート１７の位置を原位置と称する。
なお、説明の便宜上、固定プレート１１の４辺を基準としたＸＹ座標軸を図１中に示す。
【００３７】
実施形態１の免震台１０は以上のように構成され、次にその作用について説明する。
【００３８】
移動プレート１７が原位置にある状態において、移動プレート１７は球体軸受１９によって任意方向に自由移動可能に搭載されているので、固定プレート１１に地震等の外部振動が入力された場合は、固定プレート１１が静止状態にある移動プレート１７に対して移動し、固定プレート１１の振動が直接移動プレート１７に伝わることは避けられる。これによって一応の免震効果は得られるが、それだけでは振動の減衰時間が長くなり、移動プレート１７に伝達される振動も長く続くなどの問題がある。
【００３９】
この問題に対し、実施形態１の場合は前記のリンク２２にロータリダンパー２３などを搭載したダンパーユニット２１を設けることにより対処している。
【００４０】
いま、移動プレート１７がＸＹ軸（図１参照）に対して角度をもった振動によりＡ位置からＢ位置に移動したとする。その移動に伴い各ダンパーユニット２１が随伴するので、リニヤガイド１６のスライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１を構成するリンク２２がスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。
【００４１】
前記の揺動に伴い、移動プレート側傘歯車３５の回転がこれと噛み合ったリンク側傘歯車２５を経て捩じり端部３２をねじる結果、トーションばね２４に一定の捩じり荷重が付与される。また、揺動の支点となるスライダー取付軸２６の回転に伴いロータリダンパー２３において回転抵抗が付与され、リンク２２の揺動にダンパー作用を与え、移動プレート１７の振動を減衰させる。外部振動が無くなると、トーションばね２４の捩じり荷重による弾性によって移動プレート１７が原位置に復帰する。
【００４２】
固定プレート１１に加えられる振動の方向によって、移動プレート１７がＸ軸方向に移動するときは、Ｘ軸方向と平行のリニヤガイド１６に関連したリンク２２は平行移動するだけであり揺動を生じることがない。これに対しＹ軸方向のリンク２２は揺動し、そのリンク２２を含むダンパーユニット２１がダンパー作用及び原位置への復帰作用を行う。同様に、移動プレート１７がＹ軸方向に移動したときはＸ軸方向のダンパーユニット２１が作用する。
【００４３】
リニヤガイド１６は相互に一定の交差角を持つものを最低２個所に設ければよい。リンク２２が１箇所のリニヤガイド１６に対して平行移動する場合は、他の１箇所のリンク２２においてはダンパー作用及び原位置への復帰作用が行われるからである。リニヤガイド１６及びダンパーユニット２１全体の数は、ダンパー作用、復帰作用の大きさ等から適宜決定される。
【００４４】
図示の場合は、リニヤガイド１６を正方形の４辺に沿って４個所に配置し、対角線Ｒの両側にダンパーユニット２１を２個所ずつ対称形に全４個所に配置している。
【００４５】
図４は移動プレート１７を固定プレート１１の１箇所のコーナー部に接するように移動させた状態を示す。そのコーナー部の両側のダンパーユニット２１はほぼ直角になり、対角位置の他のコーナー部の両側のダンパーユニット２１はほぼ直線状に延びる。
【００４６】
このように、移動プレート１７を固定プレート１１のコーナー部に接した状態でロックするなどして安定させたのち対象物品を搭載する。その後ロックを解除して移動プレート１７を自動的に原位置に戻すようにすれば対象物品の搭載作業を容易に行うことができる。
なお、移動プレート１７は、固定プレート１１の１辺にのみ接するように移動させ、対象物品を搭載する場合もある。
[実施形態２]
【００４７】
図５及び図６に示した実施形態２の免震台１０は、前記実施形態１の場合において、移動プレート１７の面積を固定プレート１１の面積と一致するように形成したものである。保護対象物品の搭載面積が拡大され、広い面積の免震化が可能となる。また、移動プレート１７がカバーとなって固定プレート１１との間に異物の侵入を防止することができる。また、同じ大きさであることから移動プレート１７への備え付けが容易となる。
【００４８】
なお、図示の場合、前記実施形態１の場合の移動プレート１７（図１参照）を基礎プレート１７ａとして、その上面に面積の広い移動プレート１７を重ね、接合等によって一体化したものを示している。この構成によると、実施形態１の基本構成をそのまま利用し、これに広い面積の移動プレート１７を重ねて一体化するだけで実施形態２の免震台を得ることができるので、製品の低コスト化を図ることができる。
[実施形態３]
【００４９】
図７に示した実施形態３に係るものは、前記実施形態２（図５参照）と同一構造の免震台を４台使用し、これらの免震台を田の字形に配置したものである。各移動プレート１７は、４個所のコーナー部にそれぞれ同一半径、かつ９０°の中心角をもった円弧溝３６を設けてあり、田の字形に組み合わされた４枚の移動プレート１７の中心部において４個所の円弧溝３６によって環状溝３７が形成される。また、隣接した移動プレート１７の２個所の円弧溝３６によって半環状溝３７ａが形成される。
【００５０】
前記の環状溝３７に環状連結部材３８、半環状溝３７ａに半環状連結部材３８ａをそれぞれ強制嵌合することにより、各移動プレート１７を連結し面積の広い移動プレート組立体３９を構成している。各固定プレート１１はリンク２２を含むダンパーユニット２１を介して間接的に結合される。
【００５１】
円弧溝３６は移動プレート１７の１箇所のコーナー部に設け、田の字形に組み合わせる際に各円弧溝３６を中心側に向けて配置すればよいが、前記のように４個所のコーナー部に設けておけば組み合わせ時の自由度が高くなる。
【００５２】
なお、図示の場合は、理解の便宜上、移動プレート組立体３９を固定プレート１１に対して斜めに移動させた状態で示している。
[実施形態４]
【００５３】
図８及び図９に示した実施形態４の場合は、前記の実施形態１の場合（図１〜図４参照）におけるダンパーユニット２１の構成に一部変更を加えたものである。
【００５４】
即ち、この場合のダンパーユニット２１は、リンク２２の一端部がスライダー取付軸２６に一体に取り付けられ、他端部が移動プレート取付軸２７の下端部に回転自在に取り付けられる点、ロータリダンパー２３が前記のスライダー取付軸２６に取り付けられる点は実施形態１の場合と同様である。しかし、トーションばね２４に代えて圧縮コイルばね４１を使用し、またリンク側傘歯車２５に代えてプーリー４２を使用している点において相違がある。
【００５５】
圧縮コイルばね４１は、リンク２２に立てたピン４３に一端部が係合され、他端部にベルト４４の一端部が連結される。プーリー４２は移動プレート取付軸２７に嵌合一体化され、そのプーリー４２にベルト４４の他端部を一定量巻き付けている。平常時において、各圧縮コイルばね４１は均等に伸びた状態に保持される。
【００５６】
ベルト４４の巻き付け方向は、移動プレート１７の対角位置のコーナー部Ｐ、Ｑをそれぞれ挟んだ両側のダンパーユニット２１においては反対向きとなっている。即ち、一方のダンパーユニット２１におけるベルト４４の巻き付け方向Ｒに対し、他方のダンパーユニット２１においては反対の巻き付け方向Ｌとなっている。その結果、各圧縮コイルばね４１のばね力がバランスし、移動プレート１７は原位置に保持される。また、各ダンパーユニット２１の傾斜角度αも一定に保持される。
【００５７】
前記の原位置において、固定プレート１１に外部振動が入力され、相対的に移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。
【００５８】
前記の揺動に伴い揺動の支点となるスライダー取付軸２６が回転することにより、ロータリダンパー２３において回転抵抗が付与される。その結果、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用が与えられ、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００５９】
また、コーナー部Ｐの両側においては、巻き付け方向Ｌのものはプーリー４２がその巻き付け方向に回転するので、圧縮コイルばね４１のばね力が増大する。巻き付け方向Ｒのものはプーリー４２が巻き付け方向と反対方向に回転するのでばね力が減少する。コーナー部Ｑの両側においては、巻き付け方向Ｌのもののばね力が減少し、巻き付け方向Ｒのもののばね力が増大する。
【００６０】
外部振動が無くなると、ばね力の増大した圧縮コイルばね４１のばね力により移動プレート１７が原位置に復帰する。
【００６１】
なお、前記のプーリー４２を用いることなくベルト４４を移動プレート取付軸２７に直接巻き付けてもよい。さらに、プーリー４２を用いる場合はその軸の径、また移動プレート取付軸２７に直接巻き付けるときはその軸の径を変化させることで、ベルト４４の巻き付け量を変化させることができる。
[実施形態５]
【００６２】
図１０及び図１１に示した実施形態５の免震台１０は、前記実施形態４の圧縮コイルばね４１に代えて捩じりコイルばね４６を使用したものである。即ち、移動プレート取付軸２７にスリーブ４７（図１１参照）を回転可能に嵌合し、そのスリーブ４７に捩じりコイルばね４６のコイル部４８を嵌める。捩じりコイルばね４６の一方の自由端部を移動プレート１７に、他方の自由端部をダンパーユニット２１のリンク２２にそれぞれ係合させ、一定のばね力を発生させる。
【００６３】
すべてのダンパーユニット２１について捩じりコイルばね４６のばね力の大きさを一定に設定することにより、移動プレート１７は原位置に保持される。
【００６４】
移動プレート１７が原位置にある場合において、固定プレート１１に外部振動が入力され、移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。
【００６５】
前記の揺動に伴い揺動の支点となるスライダー取付軸２６が回転することにより、ロータリダンパー２３において回転抵抗が付与される。その結果、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用が与えられ、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００６６】
コーナー部Ｐの両側においては、一方のダンパーユニット２１の捩じりコイルばね４６のばね力が増大する一方、他方のダンパーユニット２１の捩じりコイルばね４６のばね力が減少する。コーナー部Ｑにおいても同様である。外部振動が無くなると、ばね力の増大した捩じりコイルばね４６のばね力によって移動プレート１７が原位置に復帰する。また、トーションばねと同様に捩じりコイルばね４６の自由状態を原位置として取り付けても使用可能である。
[実施形態６]
【００６７】
図１２に示した実施形態６の免震台１０は、前記実施形態５（図１０、図１１参照）のように、復帰手段として捩じりコイルばね４６を用いた場合において、移動プレート１７の各辺当たり一対のダンパーユニット２１を設け、それぞれ平面的に交差するように配置したものである。各ガイドレール１２に２個のスライダー１５が設けられ、それぞれのスライダー取付軸２６に各ダンパーユニット２１のリンク２２の一端部が取り付けられる。また移動プレート１７の各辺に沿って２個所に設けられた移動プレート取付軸２７に各ダンパーユニット２１のリンク２２の他端部が取り付けられる。
【００６８】
この場合の作用は、基本的には前記実施形態５の場合と同様であるが、ダンパーユニット２１の数が２倍であるため、ダンパー作用、復帰作用において発生するばね力も倍増する。
[実施形態７]
【００６９】
図１３及び図１４に示した実施形態７の免震台１０は、前述の各実施形態において原位置への復帰手段の構成において相違がある。
【００７０】
即ち、前述の各実施形態における復帰手段は、ダンパーユニット２１の構成部材であるトーションばね２４（図１参照）、圧縮コイルばね４１（図８参照）、捩じりコイルばね４６（図１０参照）等の弾性体によって構成されていた。これに対し、この実施形態７の場合の復帰手段は、支持脚１８の球体軸受１９が載る固定プレート１１の上面に、球体軸受１９の曲率半径より大きい曲率半径をもった緩やかな凹球面４９を設けることにより構成される。各球体軸受１９が凹球面４９の底面中央にある状態において移動プレート１７は原位置に保持される。
【００７１】
この場合のダンパーユニット２１は、リンク２２とロータリダンパー２３によって構成され、リンク２２の一端がスライダー取付軸２６に、他端が移動プレート取付軸２７にそれぞれ取り付けられる。その他の構成は他の実施形態の場合と同様である。
【００７２】
図１３及び図１４に示した原位置において、固定プレート１１に外部振動が入力され、移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に相対的に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。揺動の支点となるスライダー取付軸２６の回転に伴いロータリダンパー２３において回転抵抗が付与され、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用を与え、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００７３】
また、移動プレート１７の移動に伴い支持脚１８の球体軸受１９は凹球面４９の周縁の方向に移動し、上下位置が若干高くなる。外部振動が無くなると、球体軸受１９は移動プレート１７の自重により凹球面４９の底面中央部に戻る。これにより移動プレート１７は原位置に復帰する。凹球面４９の他に凹状の円すい面等の凹部を採用することができる。
[実施形態８]
【００７４】
図１５及び図１６に示した実施形態８の免震台１０は、前記実施形態７（図１３、図１４参照）の場合と同様に、固定プレート１１に凹球面４９を設けているが、前述の支持脚１８及び球体軸受１９に相当するものは、１個の球体５０に置き替り、球体５０が凹球面４９に載る。また、移動プレート１７の下面には前記の各凹球面４９に対向した移動プレート側凹球面５１が設けられ、球体５０は上下の凹球面４９、５１間に介在され支持脚の機能を果たす。
【００７５】
球体５０が各凹球面４９、５１の底面中央部にある状態において移動プレート１７は原位置に保持される。
【００７６】
外部振動の入力に伴って移動プレート１７がＡ位置からＢ位置に相対的に移動したとすると、各スライダー１５が矢印ａの方向にスライドする。これと同時にダンパーユニット２１はスライダー取付軸２６を支点として角度θだけ揺動し、実線の状態から二点鎖線の状態に移動する。揺動の支点となるスライダー取付軸２６の回転に伴いロータリダンパー２３において回転抵抗が付与され、ダンパーユニット２１の揺動にダンパー作用を与え、移動プレート１７の振動を減衰させる。
【００７７】
また、移動プレート１７の移動に伴い球体５０は凹球面４９、５１の周縁の方向に移動し、上下位置が若干高くなる。外部振動が無くなると、球体５０は移動プレート１７の自重により凹球面４９の底面中央部に戻る。同時に球体５０は移動プレート側凹球面５１の底面中央部に戻り原位置に復帰する。
【００７８】
なお、この場合も凹球面４９、５１の他に凹状の円すい面等の凹部を採用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
Ａ、Ｂ 移動プレートの位置
Ｐ、Ｑ コーナー部
Ｒ 対角線
１０ 免震台
１１ 固定プレート
１２ ガイドレール
１４ ビス
１５ スライダー
１６ リニヤガイド
１７ 移動プレート
１７ａ 基礎プレート
１８ 支持脚
１８ａ ビス
１９ 球体軸受
２０ ローラー
２１ ダンパーユニット
２２ リンク
２３ ロータリダンパー
２４ トーションばね
２５ リンク側傘歯車
２６ スライダー取付軸
２７ 移動プレート取付軸
２８ ケーシング
２９ ディスク
３１ 固定端部
３２ 捩じり端部
３３ ブラケット
３４ 回転軸
３５ 移動プレート側傘歯車
３６ 円弧溝
３７ 環状溝
３７ａ 半環状溝
３８ 環状連結部材
３８ａ 半環状連結部材
３９ 移動プレート組立体
４１ 圧縮コイルばね
４２ プーリー
４３ ピン
４４ ベルト
４６ 捩じりコイルばね
４７ スリーブ
４８ コイル部
４９ 凹球面
５０ 球体
５１ 移動プレート側凹球面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定プレートと、その固定プレート上において任意方向に自由移動可能に搭載された移動プレートと、前記移動プレートと固定プレートとの間を連結するリンクと、前記移動プレートを原位置へ復帰させる復帰手段を備えた免震台において、前記固定プレートは一定の交差角をもった複数のリニヤガイドを備え、前記リンクは前記リニヤガイドに対応して複数個所に設けられ、各リンクは前記リニヤガイドのスライダーに対してスライダー取付軸及び移動プレートに対して移動プレート取付軸によってそれぞれ回転自在に取り付けられたことを特徴とする免震台。
【請求項２】
前記リンクにロータリダンパーが取り付けられ、前記ロータリダンパーの回転軸が前記スライダー取付軸又は前記移動プレート取付軸の少なくとも一方に連結され、連結された少なくとも一方の取付軸と前記ロータリダンパーの回転軸が一体化され、前記リンクの相対回転によってダンパー作用が行われることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項３】
前記復帰手段は、前記移動プレート取付軸と同軸状態に移動プレートに固定された移動プレート側傘歯車と、前記リンクに回転自在に設けられ前記移動プレート側傘歯車と噛み合ったリンク側傘歯車と、前記リンクに搭載されたトーションばねとにより構成され、前記トーションばねの固定端部は前記リンクに固定され、捩じり端部は前記リンク側傘歯車の回転軸に同軸状態に結合され、前記トーションばねの自由状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項４】
前記移動プレート側傘歯車とリンク側傘歯車の歯車比を適宜選択することにより、前記ダンパーユニットの揺動角に対するトーションばねの捩じり量を変化させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の免震台。
【請求項５】
前記復帰手段は、前記移動プレート取付軸又はその取付軸に嵌合一体化されたプーリーのプーリー軸に巻き付けられたベルトと、前記リンクに固定端部が固定された圧縮コイルばねとにより構成され、前記ベルトの自由端部と圧縮コイルばねの自由端部が相互に連結され、前記圧縮コイルばねのばね力が一定の大きさにある状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項６】
前記ベルトが巻き付けられる移動プレート取付軸又はプーリー軸の径を変化させることによりベルトの巻き付け量を変化させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の免震台。
【請求項７】
前記復帰手段は、前記移動プレート取付軸に巻き付けられた捩じりコイルばねによって構成され、前記捩じりコイルばねの一方の自由端部を前記移動プレートに、他方の自由端部を前記リンクにそれぞれ係合させ、前記捩じりコイルばねのばね力が一定の大きさにある状態又は自由状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項８】
前記リンクが、各リニヤガイドに対応して一対かつ相互に平面的に交差する状態に配置されたことを特徴とする請求項７に記載の免震台。
【請求項９】
前記復帰手段は、前記移動プレートを固定プレート上において任意方向に自由移動させる手段として移動プレートの支持脚の下端に球体軸受を設け、その球体軸受を介して固定プレートの上面に支持脚を載せる構成を採用し、さらに、その球体軸受が載る固定プレートの上面に球体軸受の曲率半径より大きい曲率半径をもった凹部を設け、前記球体軸受が凹部の底面中央にある状態において前記移動プレートが原位置に保持される位置関係にあることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項１０】
前記復帰手段は、前記移動プレートと固定プレートとの対向面の複数個所に同じ曲率半径をもった凹球面が設けられ、各対向した凹球面の間にこれより曲率半径の小さい球体が介在され、前記球体が対向する各凹球面の底にある状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項１１】
前記移動プレート及び固定プレートが正方形に形成され、前記移動プレートはその原位置において前記固定プレートと同心かつ各辺平行に設定され、前記リニヤガイドが前記移動プレートの各辺に沿って前記固定プレート上の４個所に設けられ、前記リニヤガイドごとに設けられる４個所のリンク及び復帰手段は、前記固定プレートの対角線の両側においてそれぞれ対称形に配置されたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の免震台。
【請求項１２】
前記移動プレートが固定プレートより小面積かつ相似形に形成され、固定プレートの１辺に移動プレートの一辺が重なるように移動させてロックし、移動プレート上に保護対象物品を搭載した後ロックを解除して移動プレートを原位置に戻すことを特徴とする請求項１１に記載の免震台。
【請求項１３】
前記固定プレートと移動プレートが同一面積であることを特徴とする請求項１１に記載の免震台。
【請求項１４】
前記移動プレートの少なくとも一つのコーナー部に９０°の中心角を有する円弧溝を設け、同様の構造をもった４個の免震台を前記円弧溝を中心側となる姿勢で田の字形に配置し、各円弧溝によって形成された環状溝に環状連結部材を強制嵌合することにより各移動プレートを平面的に連結したことを特徴とする請求項１３に記載の免震台。
【請求項１】
固定プレートと、その固定プレート上において任意方向に自由移動可能に搭載された移動プレートと、前記移動プレートと固定プレートとの間を連結するリンクと、前記移動プレートを原位置へ復帰させる復帰手段を備えた免震台において、前記固定プレートは一定の交差角をもった複数のリニヤガイドを備え、前記リンクは前記リニヤガイドに対応して複数個所に設けられ、各リンクは前記リニヤガイドのスライダーに対してスライダー取付軸及び移動プレートに対して移動プレート取付軸によってそれぞれ回転自在に取り付けられたことを特徴とする免震台。
【請求項２】
前記リンクにロータリダンパーが取り付けられ、前記ロータリダンパーの回転軸が前記スライダー取付軸又は前記移動プレート取付軸の少なくとも一方に連結され、連結された少なくとも一方の取付軸と前記ロータリダンパーの回転軸が一体化され、前記リンクの相対回転によってダンパー作用が行われることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項３】
前記復帰手段は、前記移動プレート取付軸と同軸状態に移動プレートに固定された移動プレート側傘歯車と、前記リンクに回転自在に設けられ前記移動プレート側傘歯車と噛み合ったリンク側傘歯車と、前記リンクに搭載されたトーションばねとにより構成され、前記トーションばねの固定端部は前記リンクに固定され、捩じり端部は前記リンク側傘歯車の回転軸に同軸状態に結合され、前記トーションばねの自由状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項４】
前記移動プレート側傘歯車とリンク側傘歯車の歯車比を適宜選択することにより、前記ダンパーユニットの揺動角に対するトーションばねの捩じり量を変化させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の免震台。
【請求項５】
前記復帰手段は、前記移動プレート取付軸又はその取付軸に嵌合一体化されたプーリーのプーリー軸に巻き付けられたベルトと、前記リンクに固定端部が固定された圧縮コイルばねとにより構成され、前記ベルトの自由端部と圧縮コイルばねの自由端部が相互に連結され、前記圧縮コイルばねのばね力が一定の大きさにある状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項６】
前記ベルトが巻き付けられる移動プレート取付軸又はプーリー軸の径を変化させることによりベルトの巻き付け量を変化させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の免震台。
【請求項７】
前記復帰手段は、前記移動プレート取付軸に巻き付けられた捩じりコイルばねによって構成され、前記捩じりコイルばねの一方の自由端部を前記移動プレートに、他方の自由端部を前記リンクにそれぞれ係合させ、前記捩じりコイルばねのばね力が一定の大きさにある状態又は自由状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項８】
前記リンクが、各リニヤガイドに対応して一対かつ相互に平面的に交差する状態に配置されたことを特徴とする請求項７に記載の免震台。
【請求項９】
前記復帰手段は、前記移動プレートを固定プレート上において任意方向に自由移動させる手段として移動プレートの支持脚の下端に球体軸受を設け、その球体軸受を介して固定プレートの上面に支持脚を載せる構成を採用し、さらに、その球体軸受が載る固定プレートの上面に球体軸受の曲率半径より大きい曲率半径をもった凹部を設け、前記球体軸受が凹部の底面中央にある状態において前記移動プレートが原位置に保持される位置関係にあることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項１０】
前記復帰手段は、前記移動プレートと固定プレートとの対向面の複数個所に同じ曲率半径をもった凹球面が設けられ、各対向した凹球面の間にこれより曲率半径の小さい球体が介在され、前記球体が対向する各凹球面の底にある状態において前記移動プレートが原位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載の免震台。
【請求項１１】
前記移動プレート及び固定プレートが正方形に形成され、前記移動プレートはその原位置において前記固定プレートと同心かつ各辺平行に設定され、前記リニヤガイドが前記移動プレートの各辺に沿って前記固定プレート上の４個所に設けられ、前記リニヤガイドごとに設けられる４個所のリンク及び復帰手段は、前記固定プレートの対角線の両側においてそれぞれ対称形に配置されたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の免震台。
【請求項１２】
前記移動プレートが固定プレートより小面積かつ相似形に形成され、固定プレートの１辺に移動プレートの一辺が重なるように移動させてロックし、移動プレート上に保護対象物品を搭載した後ロックを解除して移動プレートを原位置に戻すことを特徴とする請求項１１に記載の免震台。
【請求項１３】
前記固定プレートと移動プレートが同一面積であることを特徴とする請求項１１に記載の免震台。
【請求項１４】
前記移動プレートの少なくとも一つのコーナー部に９０°の中心角を有する円弧溝を設け、同様の構造をもった４個の免震台を前記円弧溝を中心側となる姿勢で田の字形に配置し、各円弧溝によって形成された環状溝に環状連結部材を強制嵌合することにより各移動プレートを平面的に連結したことを特徴とする請求項１３に記載の免震台。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８３２９９（Ｐ２０１３−８３２９９Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３２２２（Ｐ２０１１−２２３２２２）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]