減衰装置及び減衰方法
【課題】通常の地震波に対して高い免震効果を発揮し、かつ、長周期地震動による共振を抑制する減衰装置を提供すること。
【解決手段】免震対象物を載置するテーブル１２と固定体１１とにそれぞれ係合して上記テーブルと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４０と可動支持部材３０とを備える。そして、上記可動部材４０と上記可動支持部材３０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。
【解決手段】免震対象物を載置するテーブル１２と固定体１１とにそれぞれ係合して上記テーブルと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４０と可動支持部材３０とを備える。そして、上記可動部材４０と上記可動支持部材３０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰装置及び減衰方法にかかり、特に、摩擦力を利用した減衰装置及び減衰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機器、美術工芸品などの免震対象物を地震などによる振動や転倒から守るために、種々のタイプの水平免震装置（テーブル）が検討されている。水平免震装置としては、例えば、コイルばね、積層ゴム、転がり支承などのばね要素と、減衰要素とを用いた免震装置がある。
【０００３】
ここで、通常の地震波の卓越成分の周期は、０．２〜１秒程度のものが多い。従って、免震テーブルの固有周期を２〜３秒程度に設計し、また、減衰比を０．１〜０．３程度に設定することで、免震装置の加速度は地震加速度の１／３〜１／１０程度に低減し、大きな免震効果が得られる。
【０００４】
ところが、上述した通常の地震波とは異なり、２〜３秒の長周期に卓越成分を含む長周期地震波が発生する場合がある。このような地震に対しては、上記免震装置は許容変位を超えて大きく共振してしまう恐れがある。従って、通常の地震波に対して高い免震効果を与えつつ、かつ、長周期地震波に対しては免震装置の共振を抑制することが要求されている。
【０００５】
そして、下記特許文献１には、通常周期の地震動に対しては小さな減衰を発生し、長周期の地震動を受けて免震対象物が大きく揺れようとするときには大きな減衰を発生して、地震波の長周期成分にも対応可能な構造の免震装置が開示されている。つまり、地震によって変位する免震テーブルの相対変位が小さい時には抵抗力（減衰力）が小さく、相対変位が大きくなると抵抗力（減衰力）が大きくなる、というように、変位に応じて抵抗力（減衰力）が変化する構成を採っている。これにより、通常の地震時には高い免震効果を発揮し、かつ、長周期地震時には免震対象物の共振を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７７８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示の免震装置では、免震テーブルの相対変位と抵抗力とが比例するよう構成されているため、相対変位が小さいときに抵抗力が過大である場合が生じる。すると、長周期地震動が作用したときの共振を抑制する効果は大きいが、通常の短周期の地震時には大きな免震効果（加速度低減効果）を発揮できない、という問題が生じる。
【０００８】
このため、本発明の目的は、上述した課題である、通常の地震波に対して高い免震効果を発揮することができると共に、長周期地震動による免震装置の共振を抑制して信頼性の高い減衰装置及び減衰方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である減衰装置は、
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。
【００１０】
上記発明によると、まず、地震などにより振動が生じると、固定体が振動し、この固定体に対して相対的に免震対象物が移動する。具体的には、免震対象物が載置されたテーブルと固定体とにそれぞれ係合して相互に接触する可動部材と可動支持部材とが、相対的に一方向に移動する。すると、可動部材と可動支持部材とが相対的に移動することで相互に摺動して、これらの間に摩擦力が生じ、相対的な移動に対する減衰力が生じる。また、復元力付勢手段が、可動支持部材に対して移動した可動部材を原点位置に復帰させるよう復元力を付勢するため、可動部材が原点位置に移動し、その際にも可動部材と可動支持部材とが摺動して、摩擦力つまり減衰力が生じる。
【００１１】
そして、特に、上記構成によると、短周期に卓越成分を含む振動に対しては、可動部材と可動支持部材とが相対的に移動したときに比較的小さい一定の摩擦力が生じ、振動による加速度を適切に低減することができる。また、免震装置の固有周期とほぼ同じ長周期卓越成分を含む振動に対しては、可動部材と可動支持部材とが相対的に大きく移動したときにかかる移動量に応じた大きさの摩擦力が生じ、このような振動が発生した場合であっても相対変位を適切に低減することができる。そして、減衰力が大きくなるに伴い、共振を抑制することができる。その結果、通常の地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震装置の共振を抑制する効果を発揮する、高性能な減衰装置を提供することができる。
【００１２】
また、上記減衰装置では、
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。
【００１３】
これにより、短周期に卓越成分を含む振動を受けて免震装置が共振する場合には、可動部材と可動支持部材とが相互に比較的小さい一定の押圧力で押圧されることで、小さい一定の摩擦力つまり減衰力が生じる。一方、長周期に卓越成分を含む振動の場合には、可動部材が可動支持部材に対して大きく移動することで、移動量に応じて可動部材の押圧力が大きくなり、相互間に大きな摩擦力が生じ、このような振動が発生した場合であっても相対変位を適切に低減することができると共に、共振を抑制することができる。
【００１４】
また、上記減衰装置では、
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。
【００１５】
これにより、短周期に卓越成分を含む振動の場合には、可動部材と可動支持部材とが摺動する箇所が平坦であるため、比較的小さい一定の摩擦力つまり減衰力が生じる。一方、免震装置の固有周期とほぼ同じ長周期卓越成分を含む振動の場合には、可動部材が可動支持部材に対して大きく移動し、かかる範囲では可動支持部材が可動部材側に傾斜しているため、移動量に応じて相互間に大きな摩擦力が生じる。このため、このような振動が発生した場合であっても相対変位を適切に低減することができると共に、共振を抑制することができる。
【００１６】
また、上記減衰装置では、
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。
【００１７】
また、上記減衰装置は、
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。
【００１８】
これにより、上記可動支持部材と可動部材とを、軸部材と、当該軸部材を挟持する挟持部材と、を用いた簡易な構成で実現することができる。従って、上述したように通常の地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ長周期地震動による共振を抑制することができる減衰装置を、低コストにて製造することができる。
【００１９】
また、上記減衰装置では、
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。
【００２０】
これにより、減衰力となる適切な摩擦力を発生させることができると共に、過度の減衰を抑制することができ、減衰動作がスムーズとなる。また、搭載重量が大きくなり、大きな減衰力を必要とする場合には、断面が長方形、正方形またはコの字形の軸部材を用いてもよい。
【００２１】
また、上記減衰装置では、
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。
【００２２】
例えば、上記バネ部材は、上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、上記可動部材の上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上記バネ部材は、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。
【００２３】
また、上記バネ部材は、上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、上記可動部材の上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上記バネ部材は、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つのバネ部材が上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。
【００２４】
また、上記バネ部材は、上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、上記可動部材の上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上記バネ部材は、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。
【００２５】
上記構成にすることにより、可動部材が可動支持部材に沿って移動すると、復元力付勢手段であるバネ部材が伸縮する。このとき、可動部材の移動量が大きいほど、バネ部材の伸縮による復元力が大きく発生する。例えば、複数のバネ部材を組み合わせて構成したり、バネ定数が部分的に異なるバネ部材にて構成することができる。従って、可動部材が原点位置から離れるにつれて復元力を大きく発生させることができ、より効果的に減衰力を発生させることができる。
【００２６】
また、本発明の他の形態である免震装置は、
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。
【００２７】
また、本発明の他の形態である減衰方法は、
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。
【００２８】
そして、本発明の他の形態である減衰方法は、
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。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、以上のように構成されることにより、通常の地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震テーブルの共振を抑制する効果を発揮する、高性能な減衰装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１における免震装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に開示した免震装置の構成を示す上面図及び断面図である。
【図３】図１に開示した免震装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に開示した免震装置の一部の構成の正面図、上面図、断面図である。
【図５】図１に開示した免震装置におけるコイルばねを除いた摩擦機構の変位と抵抗力との関係を示す図である。
【図６】相互に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７】相互に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】実施形態１の免震装置における入力加速度に対する応答加速度を示す実験データである。
【図９】実施形態２における免震装置の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に開示した免震装置の一部の構成を示す拡大図である。
【図１１】図９に開示した免震装置の一部の構成を示す正面図である。
【図１２】実施形態３における免震装置の構成を示す上面図及び断面図である。
【図１３】図１２に開示した免震装置の一部の構成を示す拡大図である。
【図１４】実施形態４における免震装置の構成を示す斜視図及び上面図である。
【図１５】実施形態４における免震装置の変形例の構成を示す斜視図及び側面図である。
【図１６】実施形態４における免震装置の変形例の構成を示す斜視図及び側面図である。
【図１７】実施形態４における免震装置の変形例の構成を示す斜視図及び上方からみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜実施形態１＞
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。
【００３２】
［構成］
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。
【００３３】
上記固定台１１は、板状に形成されており、地面に固定された建物の床面などに、所定の部材を介して固定されている。従って、固定台１１は、地震が生じたときに、その振動が伝達されて振動する。そして、固定台１１の表面は水平であり、その上方には、後述する減衰装置を介して、所定の厚みを有する矩形のテーブル１２が配置される。なお、テーブル１２の上面も水平であり、その上にさらに免震対象物が載置される。あるいは、テーブル１２の上面に必要に応じてさらに別のテーブルを配置し、その上に免震対象物が載置される。
【００３４】
また、固定台１１とテーブル１２とは、これらの間に装備された減衰装置により、相対的に少なくとも一方向に移動可能である。例えば、本実施形態では、図２の矢印Ｙ１方向に、固定台１１に対してテーブル１２が往復移動可能なよう構成されている。
【００３５】
そして、上記固定台１１上には、減衰装置を構成する２本のガイドレール２１，２２を備えており、これらガイドレール２１，２２は、相互に平行に配置されている。また、これらガイドレール２１，２２上には、テーブル１２の４隅に配置された４つの可動片２３，２４が装備される。これにより、ガイドレール２１，２２上を可動片２３，２４が移動することで、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（図２の矢印Ｙ１方向）、相対的に移動させることができる。なお、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とは、相対的に移動したときに発生する摩擦力が低くなるよう係合しており、円滑に移動するよう構成されている。
【００３６】
また、減衰装置は、図１，２に示すように、固定台１１上に固定された支持部３１，３２にて両端が固定された所定の長さの軸部材３０（可動支持部材）を備えている。この軸部材３０は、上記ガイドレール２１，２２と平行、つまり、固定台１１に対してテーブル１２が移動する方向（図２の矢印Ｙ１方向）に沿って配置されている。
【００３７】
さらに、減衰装置は、上述した軸部材３０を挟持しつつ、当該軸部材３０と接した状態のまま軸部材３０に沿って移動する挟持部材４０（可動部材）を備えている。この挟持部材４０は、図１，３，４に示すように、ガイドレール２１，２２上を移動し、かつテーブル１２に装備された可動片２３，２４に連結具４４を介して固定装備されている。従って、挟持部材４０は、固定台１１に対して移動するテーブル１２と共に、軸部材３０に沿って移動可能なよう配置されている。
【００３８】
ここで、上述した軸部材３０と挟持部材４０とについて、図３及び図４を参照して説明する。図３は、軸部材３０と挟持部材４０の構成を示しており、図４（Ａ）はその上面図、図４（Ｂ）は正面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００３９】
まず、軸部材３０は、断面が円形であり、両端側付近で各端部に向かうにつれて、断面積つまり直径が大きくなるよう形成されている。具体的には、図３に示すように、長手方向のほぼ中心が原点位置Ｃとして設定されており、かかる原点位置から左右に距離Ｌ１，Ｌ２までの範囲Ｌでは、直径が一定である。原点位置Ｃから範囲Ｌを越えて遠ざかる方向（各端部に向かう方向）に離れた範囲Ｍ１，Ｍ２では、原点位置Ｃから離れるにつれて直径が徐々に大きくなるよう、軸部材３０は形成されている。換言すると、軸部材３０は、長手方向の中央付近の範囲Ｌ（長手方向の中心（原点位置Ｃ）を挟んだ所定の範囲Ｌ）では、その直径が一定であり、この直径が一定である領域Ｌの端から、さらに軸部材３０の各端部側の範囲Ｍ１，Ｍ２では、当該各端部に向かうにつれて直径が大きくなるようテーパー状に形成されている。なお、軸部材３０の表面は、挟持部材４０が接触して摺動することで、摩擦力が生じるよう形成されている。
【００４０】
さらに、上述した軸部材３０の形状について換言すると、軸部材３０の外周の最上端部分と最下端部分とは、それぞれ後述する挟持部材４０が接触して摺動する直線状の軌跡である摺動部として機能する。そして、この直線状の摺動部は、上述したように原点位置から左右に距離Ｌ１，Ｌ２までの範囲Ｌでは、平ら（平坦）である。そして、原点位置Ｃから距離Ｌ１，Ｌ２だけ離れた位置から、さらに原点位置Ｃから遠ざかる方向に離れた範囲Ｍ１，Ｍ２では、原点位置Ｃから離れるにつれて外側に向かって傾斜し、徐々に直径が太くなるように形成されている。なお、上記例のように軸部材３０の断面が円形ではなく、例えば、楕円形であってもよく、所定範囲Ｌ、各端部側の範囲Ｍ１、Ｍ２における軸部材３０の厚さの関係は、上記円形の軸部材３０の直径の大小関係と同様にすればよい。
【００４１】
また、挟持部材４０は、図３及び図４（Ｃ）に示すように、一方向が開口した略Ｕ字状に形成されている。そして、挟持部材４０は、相互に対向して開口部分を形成する一対の挟持片４１，４２を有しており、挟持部材４０は略Ｕ字状であることから、各挟持片４１，４２は相互に連結部４３を介して連結して形成されている。なお、本実施形態の場合は一体的に形成されている。さらに、挟持部材４０の一対の挟持片４１，４２は、上記軸部材３０の中央付近の直径よりもやや小さい距離を設けて、連結部４３にて連結され形成されている。さらに、挟持部材４０は、所定の外力つまり各挟持片４１，４２を離間させる方向に容易に変形しないよう、連結部４３にて連結されており、本実施形態では、所定の剛性を有する材料で一体的に形成されている。逆に言うと、挟持部材４０は、一対の挟持片４１，４２間を開くような所定値以上の外力が印加された場合には、各挟持片４１，４２の距離が離間するよう変形するが、挟持部材４０の剛性により、元の形状に戻る力が発生する。
【００４２】
そして、上記挟持部材４０は、図３に示すように、各挟持片４１，４２間の開口部分に軸部材３０を挟んで配置される。このとき、上述したように、挟持部材４０の各挟持片４１，４２間は軸部材３０の直径よりも狭く形成されているため、各挟持片４１，４２間を開いて軸部材３０を介挿する。すると、挟持部材４０は、各挟持片４１，４２がやや開かれた状態となるため、当該各挟持片４１，４２は元の形状に戻る力が生じ、これにより各挟持片４１，４２が軸部材３０を挟持した状態となる。換言すると、挟持部材４０の各挟持片４１，４２は、その内面で軸部材３０の外周と接触し、当該軸部材３０を挟持する力で押圧した状態となる。そして、挟持部材４０は、直径が徐々に大きくなる軸部材３０の両端側に移動すればするほど、各挟持片４１，４２がさらに徐々に開かれた状態となるため、軸部材３０を挟持する力が徐々に強くなる。
【００４３】
そして、上記挟持部材４０が軸部材３０を挟持した状態で当該軸部材３０に沿ってＭ１又はＭ２側へ移動すると、挟持部材４０の挟持片４１，４２の内面と軸部材３０の表面とが接触して、所定の押圧力で押圧された状態で摺動されるため、この摺動動作で摩擦力が生じる。このとき、軸部材３０の中央付近である直径が一定の範囲Ｌを移動する場合には、摩擦力は一定である。一方で、軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側に移動すると、原点位置Ｃから離れれば離れるほど摩擦力は大きくなる。ここで、図５は、横軸に、原点位置Ｃを中心とした挟持部材４０の変位ｕを表し、縦軸に、挟持部材４０と軸部材３０との間で生じる摩擦力を含む抵抗力Ｆを表した図である。この図に示すように、原点位置Ｃ（変位０）から直径が一定の距離Ｌ１，Ｌ２までは、一定の抵抗力ｆｏが発生し、さらに変位ｕが大きくなるにつれて徐々に大きくなる抵抗力が発生する。なお、抵抗力は、挟持部材４１、４２の剛性力（ばね力）のために、図５に示すように、ｕ軸に関して行きと戻りで非対称な形となる。
【００４４】
また、挟持部材４０の内表面、つまり、各挟持片４１，４２による挟持面は、平面にて形成されている。従って、挟持部材４０と円柱状の軸部材３０との接触部分は、線形状となる。これにより、挟持部材４０と軸部材３０との接触によって適度な摩擦力を発生させることができると共に、過度の接触を抑制して過大な減衰力の発生を抑制し、減衰動作の円滑化を図ることができる。但し、挟持部材４０と軸部材３０とは、線で接触することに限定されない。例えば、挟持部材４０の挟持片の幅を細く形成することで、軸部材３０と点で接するようにしてもよい。このようにしても、適度な摩擦力を発生させることができると共に、過度の接触を抑制して過大な減衰力の発生を抑制し、減衰動作の円滑化を図ることができる。なお、挟持部材４０の軸部材３０との接触面を曲面に形成して、面で接するよう構成してもよい。さらには、テーブル１２自体や当該テーブル１２上に搭載する免震対象物を含めた総搭載重量が大きくなり、大きな減衰力を必要とする場合には、断面が長方形、正方形またはコの字形の軸部材３０を用いて、当該軸部材３０と挟持部材４０とが面で接するよう構成してもよい。
【００４５】
また、挟持部材４０は、初期状態では、軸部材３０の中央付近に位置する直径が一定の範囲Ｌに配置される。また、挟持部材４０の軸部材３０を挟持する内表面は、当該軸部材３０と接触して摺動することで、摩擦力が生じるよう形成されている。
【００４６】
また、減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２本のコイルばね５１，５２（復元力付勢手段）を備えている。これらコイルばね５１，５２は、図２に示すように、ガイドレール２１，２２に沿った固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近と、同じくガイドレール２１，２２に沿ったテーブル１２の一対の各辺のほぼ中央付近と、をそれぞれ連結している。そして、テーブル１２がガイドレール２１，２２のほぼ中央に位置するときに、各コイルばね５１，５２の長手方向が、ガイドレール２１，２２の長手方向に対してほぼ垂直となり、その長さが自然長または予引張りを与えた状態となるよう設定されている。このとき、さらに、上述した挟持部材４０が、軸部材３０の原点位置Ｃに位置するよう設定されている。
【００４７】
従って、後述するように、固定台１１に対してテーブル１２がガイドレール２１，２２に沿って移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、当該コイルばね５１，５２が元の長さに戻ろうとする復元力が発生する。つまり、テーブル１２が移動すると、これに伴い挟持部材４０が原点位置Ｃから離間して移動するが、当該原点位置Ｃから離れるにつれてコイルばね５１，５２の伸びは大きくなるため、挟持部材４０が原点位置Ｃに復帰する方向の力が当該挟持部材４０に付勢される。このとき、コイルばね５１，５２がテーブル１２つまり挟持部材４０に付勢する復元力は、当該挟持部材４０が原点位置Ｃから離れるに従って大きくなる。つまり、上述したようにコイルばね５１，５２を配設することで、テーブル１２の原点位置Ｃからの移動量が大きくなるほど大きな復元力が発生するため、長周期地震波に対して共振を抑制するなど、より有効に機能しうる。
【００４８】
［動作］
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。
【００４９】
まず、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動する距離が短い。そのため、テーブル１２に装備された挟持部材４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから短い距離Ｌ１，Ｌ２に位置する直径が一定の範囲Ｌを移動する。すると、挟持部材４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌで摺動すると、当該挟持部材４０は軸部材３０を一定の力で押圧した状態で摺動することとなり、挟持部材４０と軸部材３０との間に、軸部材３０のテーパー領域Ｍ１，Ｍ２上を移動するときと比べて小さい一定の摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。これは、短周期成分が卓越した地震波を受けたときは、減衰力をあまり大きくしない方が免震効果は大きくなることを示している。
【００５０】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による相対変位を適切に低減することができる。
【００５１】
一方、長周期に卓越成分を含む振動が生じた場合、特に卓越成分が免震装置の固有周期にほぼ一致するような振動が生じた場合には、固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動する距離が長くなる。そのため、テーブル１２に装備された挟持部材４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから距離Ｌ１，Ｌ２を超えてさらに当該原点位置Ｃから離れた領域Ｍ１，Ｍ２まで移動する。すると、挟持部材４０が、軸部材３０の直径が徐々に大きくなるテーパー状の範囲まで摺動し、当該挟持部材４０は軸部材３０を直径が大きくなるに従って大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなる。このため、挟持部材４０と軸部材３０との間に、軸部材３０の直径が一定の領域Ｌで移動するときと比べて大きい摩擦力が発生し、特に、原点距離Ｃから離れれば離れるほど大きい摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。
【００５２】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による相対変位を適切に低減することができる。
【００５３】
以上のように、本発明における免震装置１によると、通常の短周期地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては減衰力が大きくなるため免震装置の共振を抑制できる。従って、高性能な免震装置及び減衰装置を提供することができる。特に、上述した機能を有する免震装置を簡易な構成で実現することができるため、高性能な免震装置を低コストにて製造することができる。
【００５４】
上記では、一方向の振動に対して減衰効果を有する免震装置を開示したが、実際には、上述した減衰装置をもう１つ設けて、二方向つまり相互に直交する方向の振動をそれぞれ減衰するよう構成するのが好適である（後述の実施形態２〜５においても同様）。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の一例を、図６及び図７に示す。なお、図７は、図６に示す免震装置に、免震対象物を載置する他のテーブル１２’を搭載した図である。また、ここでは、図７に示すように、相互に直交するＸ方向とＹ方向との振動を減衰するよう構成されている場合を説明する。
【００５５】
図６に示す免震装置１’は、まず、上述したように、固定台１１上にガイドレール２１，２２、軸部材３０、挟持部材４０などからなる一方の減衰装置を搭載している。そして、一方の減衰装置上に、さらに、他方の減衰装置が搭載されている。具体的に、他方の減衰装置は、一方の減衰装置上に搭載され、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってＸ方向に移動するテーブル１２上に、当該ガイドレール２１，２２の長手方向に対して垂直方向であるＹ方向に延びる他のガイドレール２１’，２２’と他の軸部材３０’とを有する。このとき、他のガイドレール２１’，２２’上を移動する４つの他の可動片２３’，２４’は、上述した一方の減衰装置上に搭載されたテーブル１２に固定されている。また、他の減衰装置を構成する他の挟持部材４０’は、上記テーブル１２に固定装備され、他の軸部材３０’を挟んで配置されている。
【００５６】
そして、上記ガイドレール２１’，２２’と、軸部材３０’の両端を支持する支持部３１’，３２’とは、図７に示すように、これらのさらに上方に配置される他のテーブル１２’に固定される。つまり、他方の減衰装置は、一方の減衰装置に対して逆さの状態で搭載されることとなる。すると、他方の減衰装置においては、最上段に搭載される他のテーブル１２’に対して、当該他のテーブル１２’に固定された他のガイドレール２１’，２２’に沿って、テーブル１２がＹ方向に移動可能となる。換言すると、他のテーブル１２’は、テーブル１２つまり固定台１１に対して、相対的に矢印Ｙ方向に移動可能となる。なお、テーブル１２と他のテーブル１２’とに両端が固定された各コイルばね５１’，５２’が設けられており、これにより、他のテーブル１２’に対してテーブル１２が他のガイドレール２１’，２２’に沿って移動したときに、当該テーブル１２に復元力が付勢される。
【００５７】
そして、図７に示すＹ方向に直交するＸ方向については、上述したように、固定台１１に対してテーブル１２が移動可能である。このため、他のテーブル１２’も固定台１１に対してＸ方向に移動可能となる。従って、免震対象物を載置し、最上段に位置する他のテーブル１２’は、固定台１１に対して相互に直交するＸ，Ｙ方向の二方向に可動し、水平方向の振動に対する免震装置を構成することができる。
【００５８】
ここで、上述した免震装置を用いて所定の加速度を入力したときの応答を測定した実験結果を、図８に示す。図８は、兵庫県南部地震（１９９５）のときの神戸海洋気象台のＮＳ，及びＥＷ成分相当の振動を同時入力した時における、免震装置の他のテーブル１２’上の最大応答加速度を測定したものであり、図８（Ａ）はＮＳ方向（Ｘ方向）の加速度を示し、図８（Ｂ）はＥＷ方向（Ｙ方向）の加速度を示している。なお、入力加速度は、最大値を約１，２，３，４，６ｍ／ｓ２、及び、最大波形に変えて測定している。そして、各図において各入力加速度毎に２本のグラフを記載しているが、上段が入力加速度であり、下段が応答加速度を示している。すると、図示するように、いずれの入力加速度に対しても大幅に応答加速度が減少しており、相互に直交する二方向において適切な減衰効果を発揮することが分かる。
【００５９】
［変形例］
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。
【００６０】
一方で、固定台１１とテーブル１２とが相互に移動すると、ガイドレール２１，２２上を可動片２３，２４が移動することとなるが、本変形例では、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とは、相対的に移動したときに一定の摩擦力が発生するよう構成されている。具体的に、可動片２３，２４は、テーブル１２や免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２に対して押圧された状態で移動することとなり、かかる状態でガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とが摺動することで、相互間に摩擦力が生じる。すると、この摩擦力がガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との相対移動に対する減衰力となる。従って、軸部材３０の中央付近の直径が一定である範囲Ｌを挟持部材４０が移動する際には、一定の減衰力が発生することとなる。
【００６１】
なお、上記構成が有効となるのは、テーブル１２や上記テーブル１２に載置された免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との間に一定の摩擦力が発生し、当該発生した一定の摩擦力が、免震効果を得るために十分な場合である。
【００６２】
また、挟持部材４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側（範囲Ｍ１，Ｍ２）にそれぞれ移動した場合には、上述同様に、軸部材３０の直径が徐々に太くなるため、挟持部材４０の各挟持片４１，４２が所定の押圧力で挟持した状態となる。従って、原点位置Ｃから離れれば離れるほど摩擦力は大きくなる。
【００６３】
以上のように、本変形例における構成によると、軸部材３０及び挟持部材４０の他に、ガイドレール２１，２２及び可動片２３，２４が、相対的に移動して相互に摺動することにより摩擦力を発生させる機能を発揮することとなる。具体的には、軸部材３０の中央付近の直径が一定である範囲Ｌでは、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とが一定の摩擦力を発生する。そして、挟持部材４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側（範囲Ｍ１，Ｍ２）では、ガイドレール２１，２２及び可動片２３，２４により発生する一定の摩擦力と、軸部材３０と挟持部材４０とにより発生する摩擦力と、の合力によって、原点位置Ｃ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る。
【００６４】
＜実施形態２＞
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。
【００６５】
まず、本実施形態における免震装置１００は、上述した実施形態１におけるものと同様に、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（符号３０，１４０，１５１，１５２等）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、テーブル１２の４隅に配置された４つの可動片２４が装備される。これにより、ガイドレール２１，２２上を可動片２４が移動することで、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（図９の矢印Ｙ２方向）、相対的に移動させることができる。
【００６６】
そして、本実施形態における免震装置１００は、固定台１１とテーブル１２との間に装備される減衰装置の構成が実施形態１とは異なる。以下、減衰装置について詳述する。なお、以下では、実施形態１で説明した構成と同一のものについての説明は省略する。
【００６７】
まず、本実施形態における軸部材３０は、実施形態１で説明したものと同一の構造であるため、その説明は省略する。一方、本実施形態では、テーブル１２に装着され、軸部材３０を挟持して当該軸部材３０に対して摺動する挟持部材１４０の構成が異なる。具体的に、本実施形態では、テーブル１２の下面側つまり固定台１１との間に、略Ｈ型のテーブル補助部材１１０を固定装備している。このテーブル補助部材１１０は、略矩形であるテーブル１２の中心を通る板状のリブ１２０を備えており、このリブ１２０は、軸部材３０の軸方向に対して直交するよう配置されている。さらに、リブ１２０には、軸部材３０が挿通される挿通孔が形成されており、上述した軸部材３０が挿通された状態となっている。
【００６８】
また、上記リブ１２０の挿通孔内面には、挟持部材１４０が設けられている。この挟持部材１４０は、図１０の拡大図に示すように、まず、挿通孔に挿通する軸部材３０を囲むよう、挟持部材１４０には軸部材３０の上端と下端とに接する各挟持片１４１，１４２が設けられている。これら各挟持片１４１，１４２は、軸部材３０の外周の接線に沿って、挟持部材１４０の内面から突出し、当該挟持部材１４０を構成する突出壁部と一体的に構成されている。
【００６９】
そして、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２の相互間の距離は、上記軸部材３０の中央付近の直径よりもやや小さい距離を設けて形成されている。さらに、挟持部材１４０は、全体的に一体、つまり、各挟持片１４１，１４２と突出壁部とが一体的に構成されており、所定の外力で各挟持片１４１，１４２が離間する方向に変形しないよう、所定の剛性を有する材料で形成されている。逆に言うと、挟持部材１４０は、所定値以上の外力が印加された場合には、各挟持片１４１，１４２の距離が離間するよう変形するが、挟持部材１４０の剛性により、元の形状に戻る力が発生する。
【００７０】
そして、上記挟持部材１４０は、図１０に示すように、各挟持片１４１，１４２間に軸部材３０を挟んで配置される。つまり、上述したように、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２間は軸部材３０の直径よりも狭いため、軸部材３０の外周と接触し、当該軸部材３０を挟持する力で押圧した状態となる。そして、挟持部材１４０は、直径が徐々に大きくなる軸部材３０の両端側に移動すればするほど、当該軸部材３０を挟持する力が強くなる。
【００７１】
そして、上記挟持部材１４０が軸部材３０を挟持した状態で当該軸部材３０に沿って移動すると、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２の内面と軸部材３０の表面とが接触して、所定の押圧力で押圧された状態で摺動されるため、この摺動動作で摩擦力が生じる。すると、実施形態１の場合と同様に、軸部材３０の中央付近である直径が一定の範囲Ｌを移動する場合には、摩擦力は一定である。一方で、軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側の領域Ｍ１，Ｍ２に移動すると、原点位置Ｃから離れれば離れるほど、摩擦力は大きくなる。
【００７２】
なお、上述した挟持部材１４０に軸部材３０を挿通させるために、例えば、挟持部材１４０を、図１１に示す符号１４０’の形状に形成するとよい。この挟持部材１４０’は、基本的な構成としては上述した符号１４０と同一であり、内部の中空領域に突出する、一対の挟持片１４１’，１４２’を有する。そして、挟持部材１４０’の中心付近における各挟持片１４１’，１４２’の相互間の距離は、上記軸部材３０の中央付近の直径よりもやや小さい距離を設けて形成されている。なお、図１１では、軸部材３０の中央付近の直径を、符号３０Ａで図示している。
【００７３】
一方、挟持部材１４０’の内部の中空領域の中央から外れた端付近では、上記軸部材３０の中央付近の直径３０Ａよりも大きい直径の部材が挿通可能な空間が形成されており、特に、軸部材３０の両端部付近の直径が挿通可能である。なお、図１１では、軸部材３０の両端部付近の直径を、符号３０Ｂで図示している。
【００７４】
以上のように挟持部材１４０’を構成することで、まず、当該挟持部材１４０’の内部の中空領域の広幅部に、軸部材３０を端部側から挿通し（図１１の符号３０Ｂ参照）、その後、軸部材３０の中央付近を、一対の挟持片１４１’，１４２’間に配置するよう移動して（図１１の符号３０Ａ参照）、挟持部材１４０’に軸部材３０を挿通させることができる。
【００７５】
但し、上述した挟持部材１４０’に軸部材３０を挿通させるために、挟持部材１４０’を上述した形状に形成することに限定されない。例えば、挟持部材１４０’を円板状に形成せず、一部が開口した略コ字状に形成して、この開口部分から各挟持片１４１’，１４２’間に軸部材３０を介挿してもよい。このとき、さらに、軸部材３０の断面形状を、略円形、扁平状としてもよい。そして、上述した挟持部材１４０の開口部分に、各挟持片１４１，１４２に対して平坦面が対向するよう軸部材３０を挿通し、その後、軸部材３０を９０度回転させて、当該軸部材３０の切除されていない円弧状の部分を、各挟持片１４１，１４２に接触させてもよい。
【００７６】
また、本実施形態におけるテーブル１２と固定台１１とを連結する２本のコイルばね１５１，１５２（復元力付勢手段）は、軸部材３０と平行であり、かつ、２本が直列に配置されている。そして、各コイルばね１５１，１５２は、それぞれの一端が、図９に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で支持固定されており、それぞれの他端が、テーブル１２に固定されたテーブル補助部材１１０に形成されたリブ１２０の表裏面にそれぞれ支持固定されている。これにより、図９の矢印Ｙ２に示すように、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２が移動すると、一方のコイルばね１５１が縮むと共に他方のコイルばね１５２が伸び、一方のコイルばね１５１がリブ１２０を押すと共に、他方のコイルばね１５２がリブ１２０を引っ張り、テーブル１２を元の位置に移動するよう復元力を付勢する。
【００７７】
なお、上記コイルばね１５１，１５２に、軸部材３０を挿通して配置してもよい。これにより、軸部材３０と同一位置にコイルばね１５１，１５２を配置することができ、省スペース化を図ることができる。
【００７８】
以上のように構成しても、まず、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、挟持部材１４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから短い距離Ｌ１，Ｌ２に位置する直径が一定の範囲Ｌを移動する。すると、各挟持片１４１，１４２が軸部材３０を一定の力で押圧した状態で摺動することで、各挟持片１４１，１４２と軸部材３０との間に、軸部材３０のテーパー領域Ｍ１，Ｍ２上を移動するときと比べて小さい一定の摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の加速度を適切に低減することができる。
【００７９】
そしてさらに、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、一方のコイルばね１５１が縮み、他方のコイルばね１５２が伸びる（あるいは、その逆の動作）ため、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材１４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による加速度を適切に低減することができる。
【００８０】
一方、長周期に卓越成分を含む振動が生じて共振が生じた場合には、固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動する距離が長くなる。そのため、テーブル１２に装備された挟持部材１４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから距離Ｌ１，Ｌ２を超えてさらに当該原点位置Ｃから離れた領域Ｍ１，Ｍ２まで移動する。すると、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２が、軸部材３０の直径が徐々に大きくなるテーパー状の範囲で摺動し、当該各挟持片１４１，１４２は軸部材３０の直径が大きくなるに従って大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなる。このため、挟持部材１４０と軸部材３０との間に、軸部材３０の直径が一定の領域Ｌで移動するときと比べて大きい摩擦力が発生し、特に、原点距離Ｃからの距離が長くなればなるほど大きい摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材１４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。
【００８１】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、一方のコイルばね１５１が縮み、他方のコイルばね１５２が伸びる（あるいは、その逆の動作）ため、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材１４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による加速度あるいは相対変位を適切に低減することができる。
【００８２】
以上のように、本発明における免震装置１００によると、通常の短周期地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震テーブルの共振を抑制する効果を発揮することができる。従って、高性能な免震装置及び減衰装置を提供することができる。特に、上述した機能を有する免震装置を簡易な構成で実現することができるため、高性能な免震装置を低コストにて製造することができる。
【００８３】
［変形例］
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。
【００８４】
なお、上記構成が有効となるのは、テーブル１２や当該テーブル１２に載置された免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との間に一定の摩擦力が発生し、当該発生した一定の摩擦力が、免震効果を得るために十分な場合である。
【００８５】
また、挟持部材１４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側（範囲Ｍ１，Ｍ２）に移動した場合には、上述同様に、軸部材３０の直径が徐々に太くなるため、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２が所定の押圧力で挟持した状態となる。従って、原点位置Ｃから離れれば離れるほど大きな摩擦力が発生する。
【００８６】
＜実施形態３＞
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。
【００８７】
まず、本実施形態における免震装置２００は、上述した実施形態１におけるものと同様に、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（符号２３１，２３２，２４０，５１，５２等）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、テーブル１２の４隅に配置された４つの可動片（図示せず）が装備される。これにより、ガイドレール２１，２２上を可動片が移動することで、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（図１２の矢印Ｙ３方向）、相対的に移動させることができる。
【００８８】
そして、本実施形態における免震装置２００は、固定台１１とテーブル１２との間に装備される減衰装置の構成が実施形態１や２と異なる。以下、減衰装置について詳述する。なお、以下では、実施形態１で説明した構成と同一のものについての説明は省略する。
【００８９】
まず、本実施形態における減衰装置は、固定台１１の表面に固定配置された２本の帯状部材２３１，２３２（可動支持部材）と、略正方形状のテーブル１２の固定台１１と対向する裏面側に固定装着された可動部材２４０と、を備えている。なお、図１３は、帯状部材２３１，２３２と可動部材２４０とを拡大して図示したものである。
【００９０】
そして、上記帯状部材２３１，２３２は、固定台１１の中央、つまりガイドレール２１，２２間の中央に、当該ガイドレール２１，２２と平行、かつ、所定の距離をあけて同一直線上に配置されている。ここで、各帯状部材２３１，２３２間の中心を、上述した原点位置Ｃとする。
【００９１】
また、上記帯状部材２３１，２３２の表面（摺動部）は、一部が水平に形成されており、残りの部分が傾斜して形成されている。具体的には、図１３に示すように、一方の帯状部材２３２の表面は、他方の帯状部材２３１側の端部付近の領域Ｌ１０が、端部から徐々に固定台１１の表面とは反対側である上方に向かって傾斜して形成されている。また、この領域Ｌ１０から自身の長手方向の中央あたりまでの領域Ｌ１１が、平坦に形成されており、さらに、自身の長手方向の中心あたりから他端までの領域Ｌ１２が、固定台１１の表面とは反対側である上方に向かって徐々に傾斜して形成されている。また、他方の帯状部材２３１も同様に形成されている。換言すると、各帯状部材２３１，２３２の表面は、まず、平行に配置されたガイドレール２１，２２の中央側に位置する端部付近の領域Ｌ１０では、ガイドレール２１，２２の長手方向の各端部側に向かうにつれて、徐々に高さが高くなるよう傾斜している。そして、各帯状部材２３１，２３２の中央付近の領域Ｌ１１では、平坦である。さらに、ガイドレール２１，２２の長手方向の両端部側の領域Ｌ１２では、当該ガイドレール２１，２２の長手方向の各端部側に向かうにつれて、徐々に高さが高くなるよう傾斜している。
【００９２】
また、上記可動部材２４０は、テーブル１２に固定装備され、当該テーブル１２の裏面のほぼ中心に設けられた長板部材であり、その長手方向がテーブル１２の移動方向であるガイドレール２１，２２に沿って配置されている。そして、可動部材２４０の長手方向の両端には、下方に突出する先端が尖った２つの摺動片２４１，２４２が設けられている。これら２つの摺動片２４１，２４２は、その先端が上記帯状部材２３１，２３２の領域Ｌ１１，Ｌ１２の表面に接触し、長手方向に沿って移動する。つまり、固定台１１に対してテーブル１２が相対的に移動することで、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２の一部の範囲（領域Ｌ１１，Ｌ１２）に接触したまま摺動する。
【００９３】
このとき、可動部材２４０つまり摺動片２４１，２４２は、テーブル１２の自重や他の機構により下方に所定の荷重が掛けられているため、接触している帯状部材２３１，２３２を押圧したまま摺動される。すると、摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２を押圧する押圧力により、これらの間に摩擦力が発生し、上述同様に減衰効果を得ることができる。なお、帯状部材２３１，２３２の範囲Ｌ１０の傾斜した表面は、可動部材２４０の摺動部２４１，２４２と常に接触せず、後述するように、当該可動部材２４０の摺動部２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２の範囲Ｌ１１の平坦部分に円滑に接触するよう導くガイドとして機能する。
【００９４】
そして、まず、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、テーブル１２の移動距離が短く、可動部材２４０は、テーブル１２の原点位置Ｃ近辺を移動することとなる。このとき、摺動片２４１，２４２の一方は、各帯状部材２３１，２３２間の中央の原点位置Ｃから短い距離に位置する一方の帯状部材２３１，２３２の領域Ｌ１０の傾斜面に導かれて平坦な領域Ｌ１１上に移動し、当該領域Ｌ１１の表面に接触する。すると、各摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２を一定の力で押圧した状態で摺動することで、各摺動片２４１，２４２と帯状部材２３１，２３２との間に、各摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２のテーパー領域Ｌ１２上を移動するときと比べて小さい一定の摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、可動部材２４０と帯状部材２３１，２３２との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の加速度を適切に低減することができる。
【００９５】
そして、本実施形態においては、実施形態１と同様の構成のコイルばね５１，５２が装備されている。従って、上述したように固定台１１に対して相対的に移動したテーブル１２を、コイルばね５１，５２によって生じた復元力にて、上述したように逆方向に移動させることができ、最終的には、原点位置Ｃに復帰させることができる。
【００９６】
一方、長周期に卓越成分を含む振動が生じて共振した場合には、テーブル１２の移動距離が長く、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２は、テーブル１２の原点位置Ｃからさらに離れて位置する帯状部材２３１，２３２のテーパー領域Ｌ１２上に接触する。このときには、固定台１１とテーブル１２との距離が一定に保たれているため、摺動片２４１，２４２はさらに大きな押圧力で帯状部材２３１，２３２を押圧することとなる。
【００９７】
すると、可動部材２４０の各摺動片２４１，２４２が、帯状部材２３１，２３２に対してガイドレール２１，２２の端に向かうにつれて大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなる。このため、可動部材２４０と帯状部材２３１，２３２との間に、摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２の表面が平坦な領域Ｌ１１で移動するときと比べて大きい摩擦力が発生し、特に、原点距離Ｃからの距離が長くなればなるほど大きい摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、可動部材２４０と帯状部材２３１，２３２との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。
【００９８】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された可動部材２４０が、固定台１１に固定された帯状部材２３１，２３２を押圧した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による加速度あるいは相対変位を適切に低減することができる。
【００９９】
以上のように、本発明における免震装置２００によると、通常の短周期地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震テーブルの共振を抑制する効果を発揮することができる。従って、高性能な免震装置及び減衰装置を提供することができる。特に、上述した機能を有する免震装置を簡易な構成で実現することができるため、高性能な免震装置を低コストにて製造することができる。
【０１００】
［変形例］
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。
【０１０１】
これに対応して、各帯状部材２３１，２３２の自身の中央付近まで、例えば、図１３の領域Ｌ１０，Ｌ１１では、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２が接触しないよう構成されるとよい。すると、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、テーブル１２の移動距離が短く、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２の一方は、一方の帯状部材２３１，２３２の表面の領域Ｌ１０，Ｌ１１上を接触せずに移動することとなり、これらの間に摩擦力は発生しない。このとき、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とは、相対的に移動したときに一定の摩擦力が発生するよう構成されているため、この摩擦力がガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との相対移動に対する減衰力となる。
【０１０２】
なお、上記構成が有効となるのは、テーブル１２や当該テーブル１２に載置された免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との間に一定の摩擦力が発生し、当該発生した一定の摩擦力が、免震効果を得るために十分な場合である。
【０１０３】
また、長周期に卓越成分を含む振動が生じて共振した場合には、テーブル１２の移動距離が長く、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２は、帯状部材２３１，２３２の自身の中央付近からガイドレール２１，２２の端部側に位置する領域Ｌ１２上に位置し、当該領域Ｌ１２の表面に接触する。すると、上述したように、可動部材２４０の各摺動片２４１，２４２のうち一方が、一方の帯状部材２３１，２３２に対して、ガイドレール２１，２２の端に向かう方向になるにつれて大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなり、原点距離Ｃから離れれば離れるほど大きい摩擦力が発生する。
【０１０４】
以上のように、この変形例では、帯状部材２３１，２３２及び可動部材２４０の他に、ガイドレール２１，２２と可動片２４とが、相対的に移動して相互に摺動することにより摩擦力を発生させる可動支持部材と可動部材として機能することとなる。
【０１０５】
＜実施形態４＞
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。
【０１０６】
［変形例１］
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。
【０１０７】
そして、本実施形態における免震装置３００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、本実施形態における減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２組のコイルばね３５１，３５２（復元力付勢手段）を備えている。
【０１０８】
ここで、１組のコイルばね３５１について、その構成を説明する。コイルばね３５１は、図１４（Ｂ）に示すように、２つのコイルばね部材３５１ａ，３５１ｃが、防振ゴム３５１ｂを介して直列に連結されて構成されている。そして、コイルばね３５１を構成するコイルばね部材３５１ａ，３５１ｃのうち、一方のコイルばね部材３５１ａの一端が、ガイドレール２１，２２に沿った固定台１１の一辺のほぼ中央付近に連結し、他方のコイルばね部材３５１ｃの一端が、同じくガイドレール２１，２２に沿ったテーブル１２の一辺のほぼ中央付近に連結している。そして、もう１組のコイルばね３５２も同様に、２つのコイルばね部材３５２ａ，３５２ｃが、防振ゴム３５１ｂを介して連結されて構成されている。
【０１０９】
上述した構成のコイルばね３５１，３５２を用いることで、各コイルばね３５１，３５２に印加される振動を防振ゴム３５１ｂ，３５２ｂにて静振することができる。そして、上述同様に、固定台１１に対してテーブル１２がガイドレール２１，２２に沿って移動してその移動量が大きくなるにつれて、徐々に各コイルばね３５１と３５２が硬くなり、固有振動数が変化することとなる。その結果、テーブル１２の移動量が大きくなるに従い、当該テーブル１２の原点位置Ｃへの復元力が大きく付勢されることとなる。このため、長周期地震波に対して共振を抑制するなど、より有効に機能しうる。
【０１１０】
［変形例２］
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。
【０１１１】
そして、本実施形態における免震装置４００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２つのコイルばね４５１，４５２（復元力付勢手段）を備えている。
【０１１２】
そして、本実施形態におけるコイルばね４５１，４５２は、図示しない軸部材と平行であり、かつ、２本が直列に配置されている。各コイルばね４５１，４５２は、それぞれの一端が、図１５（Ａ）に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で支持固定されており、それぞれの他端が、図１５（Ｂ）に示すように、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ４２０の両面にそれぞれ支持固定されている。
【０１１３】
さらに、本実施形態における各コイルばね４５１，４５２は、リブ４２０から離れるにつれて、コイルの径が徐々に大きくなる円錐形状にそれぞれ形成されている。具体的に、円錐形状の各コイルばね４５１，４５２は、例えば、圧縮されることにより復元力を発生させる圧縮バネであり、径が大きくなるにつれてバネ定数が小さくなり、径が小さくなるにつれてバネ定数が大きくなるよう形成されている。
【０１１４】
これにより、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２が移動すると、移動方向に沿って、当該移動方向側に位置する一方のコイルばね４５１が縮むと共に、他方のコイルばね４５２が伸びる。そしてこのとき、圧縮された一方のコイルばね４５１は、まず、主に径が大きい部分が徐々に圧縮され、一定以上の応力がかかり圧縮されると、その後は径の小さい部分が圧縮される。従って、圧縮されるほどバネ定数が大きくなり、テーブル１２の移動量が大きくなるほど、徐々にバネ定数の増大に起因する大きな復元力が発生することとなる。このため、長周期地震波に対して共振を抑制するなど、より有効に機能しうる。
【０１１５】
なお、上記コイルばね４５１，４５２は、図示しない軸部材と並行に配置されたガイド軸４５３が挿通されて配置されてもよく、あるいは、図示しない軸部材自体に挿通して配置してもよい。また、上記円錐形状の各コイルばねにおける、大径部と小径部の配置関係は、図１５の例示に限らず、反対向きであっても同様に作用する。
【０１１６】
［変形例３］
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。
【０１１７】
そして、本実施形態における免震装置５００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、減衰装置は、テーブル１２の中心を挟んで、当該テーブル１２と固定台１１とを連結する２組のコイルばね５５１，５５２（復元力付勢手段）を備えている。
【０１１８】
そして、本実施形態におけるコイルばね５５１，５５２は、図示しない軸部材と平行であり、かつ、２本が連結されて１組を構成する２組のコイルばね５５１，５５２が直列に配置されて構成されている。各組のコイルばね５５１，５５２は、それぞれの一端が、図１６（Ａ）に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で支持固定されており、それぞれの他端が、図１６（Ｂ）に示すように、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ５２０にそれぞれ支持固定されている。
【０１１９】
ここで、本実施形態における各組のコイルばね５５１，５５２について、一方の組のコイルばね５５１を例に挙げて、その構成を詳述する。コイルばね５５１は、バネ定数が異なる２本のコイルばね部材５５１ａ，５５１ｂが直列に連結して構成されている。そして、コイルばね部材５５１と５５２が対峙する側には、バネ定数が小さなコイルばね部材５５１ｂが配置され、他端側には、バネ定数が大きなコイルばね部材５５１ａが配置されている。なお、テーブル１２のリブ５２０を挟んで反対側に位置するコイルばね５５２も同様に、バネ定数の異なる２本のコイルばね部材５５２ａ，５５２ｂが直列に連結して構成されている。
【０１２０】
これにより、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２がコイルばね５５１側に移動すると、当該移動方向に沿って、コイルばね５５１が縮む。このとき、コイルばね５５１は、まず、主にバネ定数の小さいコイルばね部材５５１ｂが徐々に圧縮され、一定以上の応力がかかり圧縮されると、その後はバネ定数の大きいコイルばね部材５５１ａが圧縮される。従って、テーブル１２の移動量が大きくなり、バネ定数の小さいコイルばね部材５５１ｂが完全に圧縮される。その後、バネ定数の大きいコイルばね部材５５１ａによる大きな復元力が付勢されることとなる。
【０１２１】
なお、上記コイルばね５５１，５５２は、図示しない軸部材と並行に配置されたガイド軸５５３が挿通されて配置されてもよく、あるいは、軸部材自体に挿通されて配置されてもよい。また、上記では、テーブル１２が移動する両側に、それぞれ２本のコイルばねが連結されて構成された２組のコイルばね５５１，５５２をそれぞれ配設したが、各組のコイルばねは、３本以上のコイルばねが直列に連結されて構成されていてもよい。また、バネ定数の大きなバネと小さなバネとを並べる順番は上記に限定されない。
【０１２２】
［変形例４］
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。
【０１２３】
そして、本実施形態における免震装置６００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２本の第一コイルばね６５１，６５２（復元力付勢手段）と、当該２本の第一コイルばね６５１，６５２に平行なさらに２本の第二コイルばね６５１ａ，６５２ａと、を備えている。なお、第一コイルばね６５１，６５２と第二コイルばね６５１ａ，６５２ａとは、それぞれバネ定数が同一であってもよく、異なっていてもよい。
【０１２４】
本実施形態における第一コイルばね６５１，６５２は、上述した実施形態２の図９で説明したものとほぼ同様の構成を取っている。つまり、第一コイルばね６５１，６５２は、図示しない軸部材と平行であり、かつ、テーブル１２のリブ６２０を挟んだ２本のコイルばねが直列に配置されて構成されている。具体的に、第一コイルばね６５１，６５２は、それぞれの一端が、図１７（Ｂ）に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で固定されており、それぞれの他端が、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ６２０の両面にそれぞれ支持固定されている。
【０１２５】
また、上記第一コイルばね６５１，６５２と平行に設けられた２本の第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、それらの一端を固定台１１の一対の各辺の中心付近で支持固定し、他端を対峙離間して支持固定されている。具体的に、２本の第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、第一コイルばね６５１，６５２よりも長さが短く形成されている。そして、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａのそれぞれの一端は、第一コイルばね６５１，６５２と同様に、ガイドレール２１，２２の両端側付近に固定されるものの、それぞれの他端は、ガイドレール２１，２２の長さの中央付近、つまり、ガイドレール２１，２２の中央から離れた箇所に位置している。このとき、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、ガイド軸６５３ａが挿通されて配置されている。
【０１２６】
以上のように、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、テーブル１２の移動量が所定値以上に大きくなったときに、はじめて圧縮されるよう配置されている。つまり、テーブル１２の中央に設けられたリブ６２０が、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａの他端に位置するまで移動したときにようやく圧縮されることとなる。
【０１２７】
これにより、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２が移動すると、当該移動方向に沿って、まずは一方の第一コイルばね６５１が縮むと共に他方の第一コイルばね６５２が伸びるため、この間は、第一コイルばね６５１，６５２による復元力のみが発生する。その後、テーブル１２のリブ６２０の位置が一方の第二コイルばね６５１ａの端部に達するまで移動すると、第一コイルばね６５１と共に第二コイルばね６５１ａも徐々に圧縮されることとなり、これ以降は第一コイルばね６５１，６５２と第二コイルばね６５１ａとによる復元力が発生することとなる。従って、テーブル１２の移動量が大きくなるほど、復元力を発生するバネの数の増加に起因する大きな復元力が徐々に付勢されることとなる。
【０１２８】
なお、上記第一コイルばね６５１，６５２は、図示しない軸部材と並行に配置されたガイド軸６５３が挿通されて配置されてもよく、あるいは、軸部材自体に挿通して配置してもよい。また、上記では、第一コイルばねに平行な第二コイルばね６５１ａ，６５２ａとして１本のコイルばねを用いた場合を例示したが、さらに第一コイルばねに平行に複数本のコイルばねを設けてもよい。例えば、原点位置から離れるにつれて第二コイルばね６５１ａ，６５２ａの本数を増やして設けてもよい。また、上記それぞれの第二コイルばね６５１ａ，６５２ａが支持固定される位置は、図１７（Ｂ）に示すようなガイドレール２１，２２と垂直方向に位置する固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近であってもよく、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ６２０の両面であってもよい。
【０１２９】
また、上記では、一方向の振動に対して減衰効果を有する免震装置を開示したが、実際には、上述した減衰装置をもう１つ設けて、二方向つまり相互に直交する方向の振動をそれぞれ減衰するよう構成するのが好適である。つまり、上述した図６及び図７を参照して説明したように、上述したテーブル１２上に、さらに直交する方向の振動を減衰する減衰装置を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、精密機器や美術工芸品などの免震対象物を振動から保護すべく載置する免震装置に利用可能な減衰装置であって、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１００，２００，３００，４００，５００，６００ 免震装置
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰装置及び減衰方法にかかり、特に、摩擦力を利用した減衰装置及び減衰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機器、美術工芸品などの免震対象物を地震などによる振動や転倒から守るために、種々のタイプの水平免震装置（テーブル）が検討されている。水平免震装置としては、例えば、コイルばね、積層ゴム、転がり支承などのばね要素と、減衰要素とを用いた免震装置がある。
【０００３】
ここで、通常の地震波の卓越成分の周期は、０．２〜１秒程度のものが多い。従って、免震テーブルの固有周期を２〜３秒程度に設計し、また、減衰比を０．１〜０．３程度に設定することで、免震装置の加速度は地震加速度の１／３〜１／１０程度に低減し、大きな免震効果が得られる。
【０００４】
ところが、上述した通常の地震波とは異なり、２〜３秒の長周期に卓越成分を含む長周期地震波が発生する場合がある。このような地震に対しては、上記免震装置は許容変位を超えて大きく共振してしまう恐れがある。従って、通常の地震波に対して高い免震効果を与えつつ、かつ、長周期地震波に対しては免震装置の共振を抑制することが要求されている。
【０００５】
そして、下記特許文献１には、通常周期の地震動に対しては小さな減衰を発生し、長周期の地震動を受けて免震対象物が大きく揺れようとするときには大きな減衰を発生して、地震波の長周期成分にも対応可能な構造の免震装置が開示されている。つまり、地震によって変位する免震テーブルの相対変位が小さい時には抵抗力（減衰力）が小さく、相対変位が大きくなると抵抗力（減衰力）が大きくなる、というように、変位に応じて抵抗力（減衰力）が変化する構成を採っている。これにより、通常の地震時には高い免震効果を発揮し、かつ、長周期地震時には免震対象物の共振を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７７８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示の免震装置では、免震テーブルの相対変位と抵抗力とが比例するよう構成されているため、相対変位が小さいときに抵抗力が過大である場合が生じる。すると、長周期地震動が作用したときの共振を抑制する効果は大きいが、通常の短周期の地震時には大きな免震効果（加速度低減効果）を発揮できない、という問題が生じる。
【０００８】
このため、本発明の目的は、上述した課題である、通常の地震波に対して高い免震効果を発揮することができると共に、長周期地震動による免震装置の共振を抑制して信頼性の高い減衰装置及び減衰方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である減衰装置は、
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。
【００１０】
上記発明によると、まず、地震などにより振動が生じると、固定体が振動し、この固定体に対して相対的に免震対象物が移動する。具体的には、免震対象物が載置されたテーブルと固定体とにそれぞれ係合して相互に接触する可動部材と可動支持部材とが、相対的に一方向に移動する。すると、可動部材と可動支持部材とが相対的に移動することで相互に摺動して、これらの間に摩擦力が生じ、相対的な移動に対する減衰力が生じる。また、復元力付勢手段が、可動支持部材に対して移動した可動部材を原点位置に復帰させるよう復元力を付勢するため、可動部材が原点位置に移動し、その際にも可動部材と可動支持部材とが摺動して、摩擦力つまり減衰力が生じる。
【００１１】
そして、特に、上記構成によると、短周期に卓越成分を含む振動に対しては、可動部材と可動支持部材とが相対的に移動したときに比較的小さい一定の摩擦力が生じ、振動による加速度を適切に低減することができる。また、免震装置の固有周期とほぼ同じ長周期卓越成分を含む振動に対しては、可動部材と可動支持部材とが相対的に大きく移動したときにかかる移動量に応じた大きさの摩擦力が生じ、このような振動が発生した場合であっても相対変位を適切に低減することができる。そして、減衰力が大きくなるに伴い、共振を抑制することができる。その結果、通常の地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震装置の共振を抑制する効果を発揮する、高性能な減衰装置を提供することができる。
【００１２】
また、上記減衰装置では、
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。
【００１３】
これにより、短周期に卓越成分を含む振動を受けて免震装置が共振する場合には、可動部材と可動支持部材とが相互に比較的小さい一定の押圧力で押圧されることで、小さい一定の摩擦力つまり減衰力が生じる。一方、長周期に卓越成分を含む振動の場合には、可動部材が可動支持部材に対して大きく移動することで、移動量に応じて可動部材の押圧力が大きくなり、相互間に大きな摩擦力が生じ、このような振動が発生した場合であっても相対変位を適切に低減することができると共に、共振を抑制することができる。
【００１４】
また、上記減衰装置では、
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。
【００１５】
これにより、短周期に卓越成分を含む振動の場合には、可動部材と可動支持部材とが摺動する箇所が平坦であるため、比較的小さい一定の摩擦力つまり減衰力が生じる。一方、免震装置の固有周期とほぼ同じ長周期卓越成分を含む振動の場合には、可動部材が可動支持部材に対して大きく移動し、かかる範囲では可動支持部材が可動部材側に傾斜しているため、移動量に応じて相互間に大きな摩擦力が生じる。このため、このような振動が発生した場合であっても相対変位を適切に低減することができると共に、共振を抑制することができる。
【００１６】
また、上記減衰装置では、
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。
【００１７】
また、上記減衰装置は、
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。
【００１８】
これにより、上記可動支持部材と可動部材とを、軸部材と、当該軸部材を挟持する挟持部材と、を用いた簡易な構成で実現することができる。従って、上述したように通常の地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ長周期地震動による共振を抑制することができる減衰装置を、低コストにて製造することができる。
【００１９】
また、上記減衰装置では、
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。
【００２０】
これにより、減衰力となる適切な摩擦力を発生させることができると共に、過度の減衰を抑制することができ、減衰動作がスムーズとなる。また、搭載重量が大きくなり、大きな減衰力を必要とする場合には、断面が長方形、正方形またはコの字形の軸部材を用いてもよい。
【００２１】
また、上記減衰装置では、
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。
【００２２】
例えば、上記バネ部材は、上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、上記可動部材の上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上記バネ部材は、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。
【００２３】
また、上記バネ部材は、上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、上記可動部材の上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上記バネ部材は、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つのバネ部材が上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。
【００２４】
また、上記バネ部材は、上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、上記可動部材の上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上記バネ部材は、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。
【００２５】
上記構成にすることにより、可動部材が可動支持部材に沿って移動すると、復元力付勢手段であるバネ部材が伸縮する。このとき、可動部材の移動量が大きいほど、バネ部材の伸縮による復元力が大きく発生する。例えば、複数のバネ部材を組み合わせて構成したり、バネ定数が部分的に異なるバネ部材にて構成することができる。従って、可動部材が原点位置から離れるにつれて復元力を大きく発生させることができ、より効果的に減衰力を発生させることができる。
【００２６】
また、本発明の他の形態である免震装置は、
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。
【００２７】
また、本発明の他の形態である減衰方法は、
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。
【００２８】
そして、本発明の他の形態である減衰方法は、
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。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、以上のように構成されることにより、通常の地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震テーブルの共振を抑制する効果を発揮する、高性能な減衰装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１における免震装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に開示した免震装置の構成を示す上面図及び断面図である。
【図３】図１に開示した免震装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に開示した免震装置の一部の構成の正面図、上面図、断面図である。
【図５】図１に開示した免震装置におけるコイルばねを除いた摩擦機構の変位と抵抗力との関係を示す図である。
【図６】相互に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７】相互に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】実施形態１の免震装置における入力加速度に対する応答加速度を示す実験データである。
【図９】実施形態２における免震装置の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に開示した免震装置の一部の構成を示す拡大図である。
【図１１】図９に開示した免震装置の一部の構成を示す正面図である。
【図１２】実施形態３における免震装置の構成を示す上面図及び断面図である。
【図１３】図１２に開示した免震装置の一部の構成を示す拡大図である。
【図１４】実施形態４における免震装置の構成を示す斜視図及び上面図である。
【図１５】実施形態４における免震装置の変形例の構成を示す斜視図及び側面図である。
【図１６】実施形態４における免震装置の変形例の構成を示す斜視図及び側面図である。
【図１７】実施形態４における免震装置の変形例の構成を示す斜視図及び上方からみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜実施形態１＞
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。
【００３２】
［構成］
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。
【００３３】
上記固定台１１は、板状に形成されており、地面に固定された建物の床面などに、所定の部材を介して固定されている。従って、固定台１１は、地震が生じたときに、その振動が伝達されて振動する。そして、固定台１１の表面は水平であり、その上方には、後述する減衰装置を介して、所定の厚みを有する矩形のテーブル１２が配置される。なお、テーブル１２の上面も水平であり、その上にさらに免震対象物が載置される。あるいは、テーブル１２の上面に必要に応じてさらに別のテーブルを配置し、その上に免震対象物が載置される。
【００３４】
また、固定台１１とテーブル１２とは、これらの間に装備された減衰装置により、相対的に少なくとも一方向に移動可能である。例えば、本実施形態では、図２の矢印Ｙ１方向に、固定台１１に対してテーブル１２が往復移動可能なよう構成されている。
【００３５】
そして、上記固定台１１上には、減衰装置を構成する２本のガイドレール２１，２２を備えており、これらガイドレール２１，２２は、相互に平行に配置されている。また、これらガイドレール２１，２２上には、テーブル１２の４隅に配置された４つの可動片２３，２４が装備される。これにより、ガイドレール２１，２２上を可動片２３，２４が移動することで、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（図２の矢印Ｙ１方向）、相対的に移動させることができる。なお、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とは、相対的に移動したときに発生する摩擦力が低くなるよう係合しており、円滑に移動するよう構成されている。
【００３６】
また、減衰装置は、図１，２に示すように、固定台１１上に固定された支持部３１，３２にて両端が固定された所定の長さの軸部材３０（可動支持部材）を備えている。この軸部材３０は、上記ガイドレール２１，２２と平行、つまり、固定台１１に対してテーブル１２が移動する方向（図２の矢印Ｙ１方向）に沿って配置されている。
【００３７】
さらに、減衰装置は、上述した軸部材３０を挟持しつつ、当該軸部材３０と接した状態のまま軸部材３０に沿って移動する挟持部材４０（可動部材）を備えている。この挟持部材４０は、図１，３，４に示すように、ガイドレール２１，２２上を移動し、かつテーブル１２に装備された可動片２３，２４に連結具４４を介して固定装備されている。従って、挟持部材４０は、固定台１１に対して移動するテーブル１２と共に、軸部材３０に沿って移動可能なよう配置されている。
【００３８】
ここで、上述した軸部材３０と挟持部材４０とについて、図３及び図４を参照して説明する。図３は、軸部材３０と挟持部材４０の構成を示しており、図４（Ａ）はその上面図、図４（Ｂ）は正面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００３９】
まず、軸部材３０は、断面が円形であり、両端側付近で各端部に向かうにつれて、断面積つまり直径が大きくなるよう形成されている。具体的には、図３に示すように、長手方向のほぼ中心が原点位置Ｃとして設定されており、かかる原点位置から左右に距離Ｌ１，Ｌ２までの範囲Ｌでは、直径が一定である。原点位置Ｃから範囲Ｌを越えて遠ざかる方向（各端部に向かう方向）に離れた範囲Ｍ１，Ｍ２では、原点位置Ｃから離れるにつれて直径が徐々に大きくなるよう、軸部材３０は形成されている。換言すると、軸部材３０は、長手方向の中央付近の範囲Ｌ（長手方向の中心（原点位置Ｃ）を挟んだ所定の範囲Ｌ）では、その直径が一定であり、この直径が一定である領域Ｌの端から、さらに軸部材３０の各端部側の範囲Ｍ１，Ｍ２では、当該各端部に向かうにつれて直径が大きくなるようテーパー状に形成されている。なお、軸部材３０の表面は、挟持部材４０が接触して摺動することで、摩擦力が生じるよう形成されている。
【００４０】
さらに、上述した軸部材３０の形状について換言すると、軸部材３０の外周の最上端部分と最下端部分とは、それぞれ後述する挟持部材４０が接触して摺動する直線状の軌跡である摺動部として機能する。そして、この直線状の摺動部は、上述したように原点位置から左右に距離Ｌ１，Ｌ２までの範囲Ｌでは、平ら（平坦）である。そして、原点位置Ｃから距離Ｌ１，Ｌ２だけ離れた位置から、さらに原点位置Ｃから遠ざかる方向に離れた範囲Ｍ１，Ｍ２では、原点位置Ｃから離れるにつれて外側に向かって傾斜し、徐々に直径が太くなるように形成されている。なお、上記例のように軸部材３０の断面が円形ではなく、例えば、楕円形であってもよく、所定範囲Ｌ、各端部側の範囲Ｍ１、Ｍ２における軸部材３０の厚さの関係は、上記円形の軸部材３０の直径の大小関係と同様にすればよい。
【００４１】
また、挟持部材４０は、図３及び図４（Ｃ）に示すように、一方向が開口した略Ｕ字状に形成されている。そして、挟持部材４０は、相互に対向して開口部分を形成する一対の挟持片４１，４２を有しており、挟持部材４０は略Ｕ字状であることから、各挟持片４１，４２は相互に連結部４３を介して連結して形成されている。なお、本実施形態の場合は一体的に形成されている。さらに、挟持部材４０の一対の挟持片４１，４２は、上記軸部材３０の中央付近の直径よりもやや小さい距離を設けて、連結部４３にて連結され形成されている。さらに、挟持部材４０は、所定の外力つまり各挟持片４１，４２を離間させる方向に容易に変形しないよう、連結部４３にて連結されており、本実施形態では、所定の剛性を有する材料で一体的に形成されている。逆に言うと、挟持部材４０は、一対の挟持片４１，４２間を開くような所定値以上の外力が印加された場合には、各挟持片４１，４２の距離が離間するよう変形するが、挟持部材４０の剛性により、元の形状に戻る力が発生する。
【００４２】
そして、上記挟持部材４０は、図３に示すように、各挟持片４１，４２間の開口部分に軸部材３０を挟んで配置される。このとき、上述したように、挟持部材４０の各挟持片４１，４２間は軸部材３０の直径よりも狭く形成されているため、各挟持片４１，４２間を開いて軸部材３０を介挿する。すると、挟持部材４０は、各挟持片４１，４２がやや開かれた状態となるため、当該各挟持片４１，４２は元の形状に戻る力が生じ、これにより各挟持片４１，４２が軸部材３０を挟持した状態となる。換言すると、挟持部材４０の各挟持片４１，４２は、その内面で軸部材３０の外周と接触し、当該軸部材３０を挟持する力で押圧した状態となる。そして、挟持部材４０は、直径が徐々に大きくなる軸部材３０の両端側に移動すればするほど、各挟持片４１，４２がさらに徐々に開かれた状態となるため、軸部材３０を挟持する力が徐々に強くなる。
【００４３】
そして、上記挟持部材４０が軸部材３０を挟持した状態で当該軸部材３０に沿ってＭ１又はＭ２側へ移動すると、挟持部材４０の挟持片４１，４２の内面と軸部材３０の表面とが接触して、所定の押圧力で押圧された状態で摺動されるため、この摺動動作で摩擦力が生じる。このとき、軸部材３０の中央付近である直径が一定の範囲Ｌを移動する場合には、摩擦力は一定である。一方で、軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側に移動すると、原点位置Ｃから離れれば離れるほど摩擦力は大きくなる。ここで、図５は、横軸に、原点位置Ｃを中心とした挟持部材４０の変位ｕを表し、縦軸に、挟持部材４０と軸部材３０との間で生じる摩擦力を含む抵抗力Ｆを表した図である。この図に示すように、原点位置Ｃ（変位０）から直径が一定の距離Ｌ１，Ｌ２までは、一定の抵抗力ｆｏが発生し、さらに変位ｕが大きくなるにつれて徐々に大きくなる抵抗力が発生する。なお、抵抗力は、挟持部材４１、４２の剛性力（ばね力）のために、図５に示すように、ｕ軸に関して行きと戻りで非対称な形となる。
【００４４】
また、挟持部材４０の内表面、つまり、各挟持片４１，４２による挟持面は、平面にて形成されている。従って、挟持部材４０と円柱状の軸部材３０との接触部分は、線形状となる。これにより、挟持部材４０と軸部材３０との接触によって適度な摩擦力を発生させることができると共に、過度の接触を抑制して過大な減衰力の発生を抑制し、減衰動作の円滑化を図ることができる。但し、挟持部材４０と軸部材３０とは、線で接触することに限定されない。例えば、挟持部材４０の挟持片の幅を細く形成することで、軸部材３０と点で接するようにしてもよい。このようにしても、適度な摩擦力を発生させることができると共に、過度の接触を抑制して過大な減衰力の発生を抑制し、減衰動作の円滑化を図ることができる。なお、挟持部材４０の軸部材３０との接触面を曲面に形成して、面で接するよう構成してもよい。さらには、テーブル１２自体や当該テーブル１２上に搭載する免震対象物を含めた総搭載重量が大きくなり、大きな減衰力を必要とする場合には、断面が長方形、正方形またはコの字形の軸部材３０を用いて、当該軸部材３０と挟持部材４０とが面で接するよう構成してもよい。
【００４５】
また、挟持部材４０は、初期状態では、軸部材３０の中央付近に位置する直径が一定の範囲Ｌに配置される。また、挟持部材４０の軸部材３０を挟持する内表面は、当該軸部材３０と接触して摺動することで、摩擦力が生じるよう形成されている。
【００４６】
また、減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２本のコイルばね５１，５２（復元力付勢手段）を備えている。これらコイルばね５１，５２は、図２に示すように、ガイドレール２１，２２に沿った固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近と、同じくガイドレール２１，２２に沿ったテーブル１２の一対の各辺のほぼ中央付近と、をそれぞれ連結している。そして、テーブル１２がガイドレール２１，２２のほぼ中央に位置するときに、各コイルばね５１，５２の長手方向が、ガイドレール２１，２２の長手方向に対してほぼ垂直となり、その長さが自然長または予引張りを与えた状態となるよう設定されている。このとき、さらに、上述した挟持部材４０が、軸部材３０の原点位置Ｃに位置するよう設定されている。
【００４７】
従って、後述するように、固定台１１に対してテーブル１２がガイドレール２１，２２に沿って移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、当該コイルばね５１，５２が元の長さに戻ろうとする復元力が発生する。つまり、テーブル１２が移動すると、これに伴い挟持部材４０が原点位置Ｃから離間して移動するが、当該原点位置Ｃから離れるにつれてコイルばね５１，５２の伸びは大きくなるため、挟持部材４０が原点位置Ｃに復帰する方向の力が当該挟持部材４０に付勢される。このとき、コイルばね５１，５２がテーブル１２つまり挟持部材４０に付勢する復元力は、当該挟持部材４０が原点位置Ｃから離れるに従って大きくなる。つまり、上述したようにコイルばね５１，５２を配設することで、テーブル１２の原点位置Ｃからの移動量が大きくなるほど大きな復元力が発生するため、長周期地震波に対して共振を抑制するなど、より有効に機能しうる。
【００４８】
［動作］
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。
【００４９】
まず、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動する距離が短い。そのため、テーブル１２に装備された挟持部材４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから短い距離Ｌ１，Ｌ２に位置する直径が一定の範囲Ｌを移動する。すると、挟持部材４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌで摺動すると、当該挟持部材４０は軸部材３０を一定の力で押圧した状態で摺動することとなり、挟持部材４０と軸部材３０との間に、軸部材３０のテーパー領域Ｍ１，Ｍ２上を移動するときと比べて小さい一定の摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。これは、短周期成分が卓越した地震波を受けたときは、減衰力をあまり大きくしない方が免震効果は大きくなることを示している。
【００５０】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による相対変位を適切に低減することができる。
【００５１】
一方、長周期に卓越成分を含む振動が生じた場合、特に卓越成分が免震装置の固有周期にほぼ一致するような振動が生じた場合には、固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動する距離が長くなる。そのため、テーブル１２に装備された挟持部材４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから距離Ｌ１，Ｌ２を超えてさらに当該原点位置Ｃから離れた領域Ｍ１，Ｍ２まで移動する。すると、挟持部材４０が、軸部材３０の直径が徐々に大きくなるテーパー状の範囲まで摺動し、当該挟持部材４０は軸部材３０を直径が大きくなるに従って大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなる。このため、挟持部材４０と軸部材３０との間に、軸部材３０の直径が一定の領域Ｌで移動するときと比べて大きい摩擦力が発生し、特に、原点距離Ｃから離れれば離れるほど大きい摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。
【００５２】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による相対変位を適切に低減することができる。
【００５３】
以上のように、本発明における免震装置１によると、通常の短周期地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては減衰力が大きくなるため免震装置の共振を抑制できる。従って、高性能な免震装置及び減衰装置を提供することができる。特に、上述した機能を有する免震装置を簡易な構成で実現することができるため、高性能な免震装置を低コストにて製造することができる。
【００５４】
上記では、一方向の振動に対して減衰効果を有する免震装置を開示したが、実際には、上述した減衰装置をもう１つ設けて、二方向つまり相互に直交する方向の振動をそれぞれ減衰するよう構成するのが好適である（後述の実施形態２〜５においても同様）。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の一例を、図６及び図７に示す。なお、図７は、図６に示す免震装置に、免震対象物を載置する他のテーブル１２’を搭載した図である。また、ここでは、図７に示すように、相互に直交するＸ方向とＹ方向との振動を減衰するよう構成されている場合を説明する。
【００５５】
図６に示す免震装置１’は、まず、上述したように、固定台１１上にガイドレール２１，２２、軸部材３０、挟持部材４０などからなる一方の減衰装置を搭載している。そして、一方の減衰装置上に、さらに、他方の減衰装置が搭載されている。具体的に、他方の減衰装置は、一方の減衰装置上に搭載され、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってＸ方向に移動するテーブル１２上に、当該ガイドレール２１，２２の長手方向に対して垂直方向であるＹ方向に延びる他のガイドレール２１’，２２’と他の軸部材３０’とを有する。このとき、他のガイドレール２１’，２２’上を移動する４つの他の可動片２３’，２４’は、上述した一方の減衰装置上に搭載されたテーブル１２に固定されている。また、他の減衰装置を構成する他の挟持部材４０’は、上記テーブル１２に固定装備され、他の軸部材３０’を挟んで配置されている。
【００５６】
そして、上記ガイドレール２１’，２２’と、軸部材３０’の両端を支持する支持部３１’，３２’とは、図７に示すように、これらのさらに上方に配置される他のテーブル１２’に固定される。つまり、他方の減衰装置は、一方の減衰装置に対して逆さの状態で搭載されることとなる。すると、他方の減衰装置においては、最上段に搭載される他のテーブル１２’に対して、当該他のテーブル１２’に固定された他のガイドレール２１’，２２’に沿って、テーブル１２がＹ方向に移動可能となる。換言すると、他のテーブル１２’は、テーブル１２つまり固定台１１に対して、相対的に矢印Ｙ方向に移動可能となる。なお、テーブル１２と他のテーブル１２’とに両端が固定された各コイルばね５１’，５２’が設けられており、これにより、他のテーブル１２’に対してテーブル１２が他のガイドレール２１’，２２’に沿って移動したときに、当該テーブル１２に復元力が付勢される。
【００５７】
そして、図７に示すＹ方向に直交するＸ方向については、上述したように、固定台１１に対してテーブル１２が移動可能である。このため、他のテーブル１２’も固定台１１に対してＸ方向に移動可能となる。従って、免震対象物を載置し、最上段に位置する他のテーブル１２’は、固定台１１に対して相互に直交するＸ，Ｙ方向の二方向に可動し、水平方向の振動に対する免震装置を構成することができる。
【００５８】
ここで、上述した免震装置を用いて所定の加速度を入力したときの応答を測定した実験結果を、図８に示す。図８は、兵庫県南部地震（１９９５）のときの神戸海洋気象台のＮＳ，及びＥＷ成分相当の振動を同時入力した時における、免震装置の他のテーブル１２’上の最大応答加速度を測定したものであり、図８（Ａ）はＮＳ方向（Ｘ方向）の加速度を示し、図８（Ｂ）はＥＷ方向（Ｙ方向）の加速度を示している。なお、入力加速度は、最大値を約１，２，３，４，６ｍ／ｓ２、及び、最大波形に変えて測定している。そして、各図において各入力加速度毎に２本のグラフを記載しているが、上段が入力加速度であり、下段が応答加速度を示している。すると、図示するように、いずれの入力加速度に対しても大幅に応答加速度が減少しており、相互に直交する二方向において適切な減衰効果を発揮することが分かる。
【００５９】
［変形例］
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。
【００６０】
一方で、固定台１１とテーブル１２とが相互に移動すると、ガイドレール２１，２２上を可動片２３，２４が移動することとなるが、本変形例では、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とは、相対的に移動したときに一定の摩擦力が発生するよう構成されている。具体的に、可動片２３，２４は、テーブル１２や免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２に対して押圧された状態で移動することとなり、かかる状態でガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とが摺動することで、相互間に摩擦力が生じる。すると、この摩擦力がガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との相対移動に対する減衰力となる。従って、軸部材３０の中央付近の直径が一定である範囲Ｌを挟持部材４０が移動する際には、一定の減衰力が発生することとなる。
【００６１】
なお、上記構成が有効となるのは、テーブル１２や上記テーブル１２に載置された免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との間に一定の摩擦力が発生し、当該発生した一定の摩擦力が、免震効果を得るために十分な場合である。
【００６２】
また、挟持部材４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側（範囲Ｍ１，Ｍ２）にそれぞれ移動した場合には、上述同様に、軸部材３０の直径が徐々に太くなるため、挟持部材４０の各挟持片４１，４２が所定の押圧力で挟持した状態となる。従って、原点位置Ｃから離れれば離れるほど摩擦力は大きくなる。
【００６３】
以上のように、本変形例における構成によると、軸部材３０及び挟持部材４０の他に、ガイドレール２１，２２及び可動片２３，２４が、相対的に移動して相互に摺動することにより摩擦力を発生させる機能を発揮することとなる。具体的には、軸部材３０の中央付近の直径が一定である範囲Ｌでは、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とが一定の摩擦力を発生する。そして、挟持部材４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側（範囲Ｍ１，Ｍ２）では、ガイドレール２１，２２及び可動片２３，２４により発生する一定の摩擦力と、軸部材３０と挟持部材４０とにより発生する摩擦力と、の合力によって、原点位置Ｃ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る。
【００６４】
＜実施形態２＞
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。
【００６５】
まず、本実施形態における免震装置１００は、上述した実施形態１におけるものと同様に、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（符号３０，１４０，１５１，１５２等）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、テーブル１２の４隅に配置された４つの可動片２４が装備される。これにより、ガイドレール２１，２２上を可動片２４が移動することで、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（図９の矢印Ｙ２方向）、相対的に移動させることができる。
【００６６】
そして、本実施形態における免震装置１００は、固定台１１とテーブル１２との間に装備される減衰装置の構成が実施形態１とは異なる。以下、減衰装置について詳述する。なお、以下では、実施形態１で説明した構成と同一のものについての説明は省略する。
【００６７】
まず、本実施形態における軸部材３０は、実施形態１で説明したものと同一の構造であるため、その説明は省略する。一方、本実施形態では、テーブル１２に装着され、軸部材３０を挟持して当該軸部材３０に対して摺動する挟持部材１４０の構成が異なる。具体的に、本実施形態では、テーブル１２の下面側つまり固定台１１との間に、略Ｈ型のテーブル補助部材１１０を固定装備している。このテーブル補助部材１１０は、略矩形であるテーブル１２の中心を通る板状のリブ１２０を備えており、このリブ１２０は、軸部材３０の軸方向に対して直交するよう配置されている。さらに、リブ１２０には、軸部材３０が挿通される挿通孔が形成されており、上述した軸部材３０が挿通された状態となっている。
【００６８】
また、上記リブ１２０の挿通孔内面には、挟持部材１４０が設けられている。この挟持部材１４０は、図１０の拡大図に示すように、まず、挿通孔に挿通する軸部材３０を囲むよう、挟持部材１４０には軸部材３０の上端と下端とに接する各挟持片１４１，１４２が設けられている。これら各挟持片１４１，１４２は、軸部材３０の外周の接線に沿って、挟持部材１４０の内面から突出し、当該挟持部材１４０を構成する突出壁部と一体的に構成されている。
【００６９】
そして、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２の相互間の距離は、上記軸部材３０の中央付近の直径よりもやや小さい距離を設けて形成されている。さらに、挟持部材１４０は、全体的に一体、つまり、各挟持片１４１，１４２と突出壁部とが一体的に構成されており、所定の外力で各挟持片１４１，１４２が離間する方向に変形しないよう、所定の剛性を有する材料で形成されている。逆に言うと、挟持部材１４０は、所定値以上の外力が印加された場合には、各挟持片１４１，１４２の距離が離間するよう変形するが、挟持部材１４０の剛性により、元の形状に戻る力が発生する。
【００７０】
そして、上記挟持部材１４０は、図１０に示すように、各挟持片１４１，１４２間に軸部材３０を挟んで配置される。つまり、上述したように、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２間は軸部材３０の直径よりも狭いため、軸部材３０の外周と接触し、当該軸部材３０を挟持する力で押圧した状態となる。そして、挟持部材１４０は、直径が徐々に大きくなる軸部材３０の両端側に移動すればするほど、当該軸部材３０を挟持する力が強くなる。
【００７１】
そして、上記挟持部材１４０が軸部材３０を挟持した状態で当該軸部材３０に沿って移動すると、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２の内面と軸部材３０の表面とが接触して、所定の押圧力で押圧された状態で摺動されるため、この摺動動作で摩擦力が生じる。すると、実施形態１の場合と同様に、軸部材３０の中央付近である直径が一定の範囲Ｌを移動する場合には、摩擦力は一定である。一方で、軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側の領域Ｍ１，Ｍ２に移動すると、原点位置Ｃから離れれば離れるほど、摩擦力は大きくなる。
【００７２】
なお、上述した挟持部材１４０に軸部材３０を挿通させるために、例えば、挟持部材１４０を、図１１に示す符号１４０’の形状に形成するとよい。この挟持部材１４０’は、基本的な構成としては上述した符号１４０と同一であり、内部の中空領域に突出する、一対の挟持片１４１’，１４２’を有する。そして、挟持部材１４０’の中心付近における各挟持片１４１’，１４２’の相互間の距離は、上記軸部材３０の中央付近の直径よりもやや小さい距離を設けて形成されている。なお、図１１では、軸部材３０の中央付近の直径を、符号３０Ａで図示している。
【００７３】
一方、挟持部材１４０’の内部の中空領域の中央から外れた端付近では、上記軸部材３０の中央付近の直径３０Ａよりも大きい直径の部材が挿通可能な空間が形成されており、特に、軸部材３０の両端部付近の直径が挿通可能である。なお、図１１では、軸部材３０の両端部付近の直径を、符号３０Ｂで図示している。
【００７４】
以上のように挟持部材１４０’を構成することで、まず、当該挟持部材１４０’の内部の中空領域の広幅部に、軸部材３０を端部側から挿通し（図１１の符号３０Ｂ参照）、その後、軸部材３０の中央付近を、一対の挟持片１４１’，１４２’間に配置するよう移動して（図１１の符号３０Ａ参照）、挟持部材１４０’に軸部材３０を挿通させることができる。
【００７５】
但し、上述した挟持部材１４０’に軸部材３０を挿通させるために、挟持部材１４０’を上述した形状に形成することに限定されない。例えば、挟持部材１４０’を円板状に形成せず、一部が開口した略コ字状に形成して、この開口部分から各挟持片１４１’，１４２’間に軸部材３０を介挿してもよい。このとき、さらに、軸部材３０の断面形状を、略円形、扁平状としてもよい。そして、上述した挟持部材１４０の開口部分に、各挟持片１４１，１４２に対して平坦面が対向するよう軸部材３０を挿通し、その後、軸部材３０を９０度回転させて、当該軸部材３０の切除されていない円弧状の部分を、各挟持片１４１，１４２に接触させてもよい。
【００７６】
また、本実施形態におけるテーブル１２と固定台１１とを連結する２本のコイルばね１５１，１５２（復元力付勢手段）は、軸部材３０と平行であり、かつ、２本が直列に配置されている。そして、各コイルばね１５１，１５２は、それぞれの一端が、図９に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で支持固定されており、それぞれの他端が、テーブル１２に固定されたテーブル補助部材１１０に形成されたリブ１２０の表裏面にそれぞれ支持固定されている。これにより、図９の矢印Ｙ２に示すように、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２が移動すると、一方のコイルばね１５１が縮むと共に他方のコイルばね１５２が伸び、一方のコイルばね１５１がリブ１２０を押すと共に、他方のコイルばね１５２がリブ１２０を引っ張り、テーブル１２を元の位置に移動するよう復元力を付勢する。
【００７７】
なお、上記コイルばね１５１，１５２に、軸部材３０を挿通して配置してもよい。これにより、軸部材３０と同一位置にコイルばね１５１，１５２を配置することができ、省スペース化を図ることができる。
【００７８】
以上のように構成しても、まず、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、挟持部材１４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから短い距離Ｌ１，Ｌ２に位置する直径が一定の範囲Ｌを移動する。すると、各挟持片１４１，１４２が軸部材３０を一定の力で押圧した状態で摺動することで、各挟持片１４１，１４２と軸部材３０との間に、軸部材３０のテーパー領域Ｍ１，Ｍ２上を移動するときと比べて小さい一定の摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の加速度を適切に低減することができる。
【００７９】
そしてさらに、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、一方のコイルばね１５１が縮み、他方のコイルばね１５２が伸びる（あるいは、その逆の動作）ため、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材１４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による加速度を適切に低減することができる。
【００８０】
一方、長周期に卓越成分を含む振動が生じて共振が生じた場合には、固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動する距離が長くなる。そのため、テーブル１２に装備された挟持部材１４０は、軸部材３０の原点位置Ｃから距離Ｌ１，Ｌ２を超えてさらに当該原点位置Ｃから離れた領域Ｍ１，Ｍ２まで移動する。すると、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２が、軸部材３０の直径が徐々に大きくなるテーパー状の範囲で摺動し、当該各挟持片１４１，１４２は軸部材３０の直径が大きくなるに従って大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなる。このため、挟持部材１４０と軸部材３０との間に、軸部材３０の直径が一定の領域Ｌで移動するときと比べて大きい摩擦力が発生し、特に、原点距離Ｃからの距離が長くなればなるほど大きい摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、挟持部材１４０と軸部材３０との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。
【００８１】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、一方のコイルばね１５１が縮み、他方のコイルばね１５２が伸びる（あるいは、その逆の動作）ため、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された挟持部材１４０が、固定台１１に固定された軸部材３０を挟持した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による加速度あるいは相対変位を適切に低減することができる。
【００８２】
以上のように、本発明における免震装置１００によると、通常の短周期地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震テーブルの共振を抑制する効果を発揮することができる。従って、高性能な免震装置及び減衰装置を提供することができる。特に、上述した機能を有する免震装置を簡易な構成で実現することができるため、高性能な免震装置を低コストにて製造することができる。
【００８３】
［変形例］
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。
【００８４】
なお、上記構成が有効となるのは、テーブル１２や当該テーブル１２に載置された免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との間に一定の摩擦力が発生し、当該発生した一定の摩擦力が、免震効果を得るために十分な場合である。
【００８５】
また、挟持部材１４０が軸部材３０の直径が一定の範囲Ｌからさらに両端側（範囲Ｍ１，Ｍ２）に移動した場合には、上述同様に、軸部材３０の直径が徐々に太くなるため、挟持部材１４０の各挟持片１４１，１４２が所定の押圧力で挟持した状態となる。従って、原点位置Ｃから離れれば離れるほど大きな摩擦力が発生する。
【００８６】
＜実施形態３＞
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。
【００８７】
まず、本実施形態における免震装置２００は、上述した実施形態１におけるものと同様に、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（符号２３１，２３２，２４０，５１，５２等）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、テーブル１２の４隅に配置された４つの可動片（図示せず）が装備される。これにより、ガイドレール２１，２２上を可動片が移動することで、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（図１２の矢印Ｙ３方向）、相対的に移動させることができる。
【００８８】
そして、本実施形態における免震装置２００は、固定台１１とテーブル１２との間に装備される減衰装置の構成が実施形態１や２と異なる。以下、減衰装置について詳述する。なお、以下では、実施形態１で説明した構成と同一のものについての説明は省略する。
【００８９】
まず、本実施形態における減衰装置は、固定台１１の表面に固定配置された２本の帯状部材２３１，２３２（可動支持部材）と、略正方形状のテーブル１２の固定台１１と対向する裏面側に固定装着された可動部材２４０と、を備えている。なお、図１３は、帯状部材２３１，２３２と可動部材２４０とを拡大して図示したものである。
【００９０】
そして、上記帯状部材２３１，２３２は、固定台１１の中央、つまりガイドレール２１，２２間の中央に、当該ガイドレール２１，２２と平行、かつ、所定の距離をあけて同一直線上に配置されている。ここで、各帯状部材２３１，２３２間の中心を、上述した原点位置Ｃとする。
【００９１】
また、上記帯状部材２３１，２３２の表面（摺動部）は、一部が水平に形成されており、残りの部分が傾斜して形成されている。具体的には、図１３に示すように、一方の帯状部材２３２の表面は、他方の帯状部材２３１側の端部付近の領域Ｌ１０が、端部から徐々に固定台１１の表面とは反対側である上方に向かって傾斜して形成されている。また、この領域Ｌ１０から自身の長手方向の中央あたりまでの領域Ｌ１１が、平坦に形成されており、さらに、自身の長手方向の中心あたりから他端までの領域Ｌ１２が、固定台１１の表面とは反対側である上方に向かって徐々に傾斜して形成されている。また、他方の帯状部材２３１も同様に形成されている。換言すると、各帯状部材２３１，２３２の表面は、まず、平行に配置されたガイドレール２１，２２の中央側に位置する端部付近の領域Ｌ１０では、ガイドレール２１，２２の長手方向の各端部側に向かうにつれて、徐々に高さが高くなるよう傾斜している。そして、各帯状部材２３１，２３２の中央付近の領域Ｌ１１では、平坦である。さらに、ガイドレール２１，２２の長手方向の両端部側の領域Ｌ１２では、当該ガイドレール２１，２２の長手方向の各端部側に向かうにつれて、徐々に高さが高くなるよう傾斜している。
【００９２】
また、上記可動部材２４０は、テーブル１２に固定装備され、当該テーブル１２の裏面のほぼ中心に設けられた長板部材であり、その長手方向がテーブル１２の移動方向であるガイドレール２１，２２に沿って配置されている。そして、可動部材２４０の長手方向の両端には、下方に突出する先端が尖った２つの摺動片２４１，２４２が設けられている。これら２つの摺動片２４１，２４２は、その先端が上記帯状部材２３１，２３２の領域Ｌ１１，Ｌ１２の表面に接触し、長手方向に沿って移動する。つまり、固定台１１に対してテーブル１２が相対的に移動することで、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２の一部の範囲（領域Ｌ１１，Ｌ１２）に接触したまま摺動する。
【００９３】
このとき、可動部材２４０つまり摺動片２４１，２４２は、テーブル１２の自重や他の機構により下方に所定の荷重が掛けられているため、接触している帯状部材２３１，２３２を押圧したまま摺動される。すると、摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２を押圧する押圧力により、これらの間に摩擦力が発生し、上述同様に減衰効果を得ることができる。なお、帯状部材２３１，２３２の範囲Ｌ１０の傾斜した表面は、可動部材２４０の摺動部２４１，２４２と常に接触せず、後述するように、当該可動部材２４０の摺動部２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２の範囲Ｌ１１の平坦部分に円滑に接触するよう導くガイドとして機能する。
【００９４】
そして、まず、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、テーブル１２の移動距離が短く、可動部材２４０は、テーブル１２の原点位置Ｃ近辺を移動することとなる。このとき、摺動片２４１，２４２の一方は、各帯状部材２３１，２３２間の中央の原点位置Ｃから短い距離に位置する一方の帯状部材２３１，２３２の領域Ｌ１０の傾斜面に導かれて平坦な領域Ｌ１１上に移動し、当該領域Ｌ１１の表面に接触する。すると、各摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２を一定の力で押圧した状態で摺動することで、各摺動片２４１，２４２と帯状部材２３１，２３２との間に、各摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２のテーパー領域Ｌ１２上を移動するときと比べて小さい一定の摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、可動部材２４０と帯状部材２３１，２３２との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の加速度を適切に低減することができる。
【００９５】
そして、本実施形態においては、実施形態１と同様の構成のコイルばね５１，５２が装備されている。従って、上述したように固定台１１に対して相対的に移動したテーブル１２を、コイルばね５１，５２によって生じた復元力にて、上述したように逆方向に移動させることができ、最終的には、原点位置Ｃに復帰させることができる。
【００９６】
一方、長周期に卓越成分を含む振動が生じて共振した場合には、テーブル１２の移動距離が長く、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２は、テーブル１２の原点位置Ｃからさらに離れて位置する帯状部材２３１，２３２のテーパー領域Ｌ１２上に接触する。このときには、固定台１１とテーブル１２との距離が一定に保たれているため、摺動片２４１，２４２はさらに大きな押圧力で帯状部材２３１，２３２を押圧することとなる。
【００９７】
すると、可動部材２４０の各摺動片２４１，２４２が、帯状部材２３１，２３２に対してガイドレール２１，２２の端に向かうにつれて大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなる。このため、可動部材２４０と帯状部材２３１，２３２との間に、摺動片２４１，２４２が帯状部材２３１，２３２の表面が平坦な領域Ｌ１１で移動するときと比べて大きい摩擦力が発生し、特に、原点距離Ｃからの距離が長くなればなるほど大きい摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が、可動部材２４０と帯状部材２３１，２３２との間における振動の減衰力となり、固定台１１に対するテーブル１２の相対変位を適切に低減することができる。
【００９８】
また、上述したように固定台１１に対して相対的にテーブル１２が移動すると、コイルばね５１，５２が伸び、テーブル１２が元の位置に戻るよう当該テーブル１２に対して復元力が付勢される。この復元力により、テーブル１２が逆方向に移動することとなり、この際にもテーブル１２に固定された可動部材２４０が、固定台１１に固定された帯状部材２３１，２３２を押圧した状態で摺動するため、上述したように、減衰力が生じ、振動による加速度あるいは相対変位を適切に低減することができる。
【００９９】
以上のように、本発明における免震装置２００によると、通常の短周期地震波に対しては高い免震効果を発揮しつつ、長周期地震波に対しては免震テーブルの共振を抑制する効果を発揮することができる。従って、高性能な免震装置及び減衰装置を提供することができる。特に、上述した機能を有する免震装置を簡易な構成で実現することができるため、高性能な免震装置を低コストにて製造することができる。
【０１００】
［変形例］
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。
【０１０１】
これに対応して、各帯状部材２３１，２３２の自身の中央付近まで、例えば、図１３の領域Ｌ１０，Ｌ１１では、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２が接触しないよう構成されるとよい。すると、短周期に卓越成分を含む振動が生じた場合には、テーブル１２の移動距離が短く、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２の一方は、一方の帯状部材２３１，２３２の表面の領域Ｌ１０，Ｌ１１上を接触せずに移動することとなり、これらの間に摩擦力は発生しない。このとき、ガイドレール２１，２２と可動片２３，２４とは、相対的に移動したときに一定の摩擦力が発生するよう構成されているため、この摩擦力がガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との相対移動に対する減衰力となる。
【０１０２】
なお、上記構成が有効となるのは、テーブル１２や当該テーブル１２に載置された免震対象物の重さによってガイドレール２１，２２と可動片２３，２４との間に一定の摩擦力が発生し、当該発生した一定の摩擦力が、免震効果を得るために十分な場合である。
【０１０３】
また、長周期に卓越成分を含む振動が生じて共振した場合には、テーブル１２の移動距離が長く、可動部材２４０の摺動片２４１，２４２は、帯状部材２３１，２３２の自身の中央付近からガイドレール２１，２２の端部側に位置する領域Ｌ１２上に位置し、当該領域Ｌ１２の表面に接触する。すると、上述したように、可動部材２４０の各摺動片２４１，２４２のうち一方が、一方の帯状部材２３１，２３２に対して、ガイドレール２１，２２の端に向かう方向になるにつれて大きくなる押圧力で押圧した状態で摺動することとなり、原点距離Ｃから離れれば離れるほど大きい摩擦力が発生する。
【０１０４】
以上のように、この変形例では、帯状部材２３１，２３２及び可動部材２４０の他に、ガイドレール２１，２２と可動片２４とが、相対的に移動して相互に摺動することにより摩擦力を発生させる可動支持部材と可動部材として機能することとなる。
【０１０５】
＜実施形態４＞
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。
【０１０６】
［変形例１］
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。
【０１０７】
そして、本実施形態における免震装置３００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、本実施形態における減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２組のコイルばね３５１，３５２（復元力付勢手段）を備えている。
【０１０８】
ここで、１組のコイルばね３５１について、その構成を説明する。コイルばね３５１は、図１４（Ｂ）に示すように、２つのコイルばね部材３５１ａ，３５１ｃが、防振ゴム３５１ｂを介して直列に連結されて構成されている。そして、コイルばね３５１を構成するコイルばね部材３５１ａ，３５１ｃのうち、一方のコイルばね部材３５１ａの一端が、ガイドレール２１，２２に沿った固定台１１の一辺のほぼ中央付近に連結し、他方のコイルばね部材３５１ｃの一端が、同じくガイドレール２１，２２に沿ったテーブル１２の一辺のほぼ中央付近に連結している。そして、もう１組のコイルばね３５２も同様に、２つのコイルばね部材３５２ａ，３５２ｃが、防振ゴム３５１ｂを介して連結されて構成されている。
【０１０９】
上述した構成のコイルばね３５１，３５２を用いることで、各コイルばね３５１，３５２に印加される振動を防振ゴム３５１ｂ，３５２ｂにて静振することができる。そして、上述同様に、固定台１１に対してテーブル１２がガイドレール２１，２２に沿って移動してその移動量が大きくなるにつれて、徐々に各コイルばね３５１と３５２が硬くなり、固有振動数が変化することとなる。その結果、テーブル１２の移動量が大きくなるに従い、当該テーブル１２の原点位置Ｃへの復元力が大きく付勢されることとなる。このため、長周期地震波に対して共振を抑制するなど、より有効に機能しうる。
【０１１０】
［変形例２］
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。
【０１１１】
そして、本実施形態における免震装置４００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２つのコイルばね４５１，４５２（復元力付勢手段）を備えている。
【０１１２】
そして、本実施形態におけるコイルばね４５１，４５２は、図示しない軸部材と平行であり、かつ、２本が直列に配置されている。各コイルばね４５１，４５２は、それぞれの一端が、図１５（Ａ）に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で支持固定されており、それぞれの他端が、図１５（Ｂ）に示すように、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ４２０の両面にそれぞれ支持固定されている。
【０１１３】
さらに、本実施形態における各コイルばね４５１，４５２は、リブ４２０から離れるにつれて、コイルの径が徐々に大きくなる円錐形状にそれぞれ形成されている。具体的に、円錐形状の各コイルばね４５１，４５２は、例えば、圧縮されることにより復元力を発生させる圧縮バネであり、径が大きくなるにつれてバネ定数が小さくなり、径が小さくなるにつれてバネ定数が大きくなるよう形成されている。
【０１１４】
これにより、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２が移動すると、移動方向に沿って、当該移動方向側に位置する一方のコイルばね４５１が縮むと共に、他方のコイルばね４５２が伸びる。そしてこのとき、圧縮された一方のコイルばね４５１は、まず、主に径が大きい部分が徐々に圧縮され、一定以上の応力がかかり圧縮されると、その後は径の小さい部分が圧縮される。従って、圧縮されるほどバネ定数が大きくなり、テーブル１２の移動量が大きくなるほど、徐々にバネ定数の増大に起因する大きな復元力が発生することとなる。このため、長周期地震波に対して共振を抑制するなど、より有効に機能しうる。
【０１１５】
なお、上記コイルばね４５１，４５２は、図示しない軸部材と並行に配置されたガイド軸４５３が挿通されて配置されてもよく、あるいは、図示しない軸部材自体に挿通して配置してもよい。また、上記円錐形状の各コイルばねにおける、大径部と小径部の配置関係は、図１５の例示に限らず、反対向きであっても同様に作用する。
【０１１６】
［変形例３］
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。
【０１１７】
そして、本実施形態における免震装置５００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、減衰装置は、テーブル１２の中心を挟んで、当該テーブル１２と固定台１１とを連結する２組のコイルばね５５１，５５２（復元力付勢手段）を備えている。
【０１１８】
そして、本実施形態におけるコイルばね５５１，５５２は、図示しない軸部材と平行であり、かつ、２本が連結されて１組を構成する２組のコイルばね５５１，５５２が直列に配置されて構成されている。各組のコイルばね５５１，５５２は、それぞれの一端が、図１６（Ａ）に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で支持固定されており、それぞれの他端が、図１６（Ｂ）に示すように、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ５２０にそれぞれ支持固定されている。
【０１１９】
ここで、本実施形態における各組のコイルばね５５１，５５２について、一方の組のコイルばね５５１を例に挙げて、その構成を詳述する。コイルばね５５１は、バネ定数が異なる２本のコイルばね部材５５１ａ，５５１ｂが直列に連結して構成されている。そして、コイルばね部材５５１と５５２が対峙する側には、バネ定数が小さなコイルばね部材５５１ｂが配置され、他端側には、バネ定数が大きなコイルばね部材５５１ａが配置されている。なお、テーブル１２のリブ５２０を挟んで反対側に位置するコイルばね５５２も同様に、バネ定数の異なる２本のコイルばね部材５５２ａ，５５２ｂが直列に連結して構成されている。
【０１２０】
これにより、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２がコイルばね５５１側に移動すると、当該移動方向に沿って、コイルばね５５１が縮む。このとき、コイルばね５５１は、まず、主にバネ定数の小さいコイルばね部材５５１ｂが徐々に圧縮され、一定以上の応力がかかり圧縮されると、その後はバネ定数の大きいコイルばね部材５５１ａが圧縮される。従って、テーブル１２の移動量が大きくなり、バネ定数の小さいコイルばね部材５５１ｂが完全に圧縮される。その後、バネ定数の大きいコイルばね部材５５１ａによる大きな復元力が付勢されることとなる。
【０１２１】
なお、上記コイルばね５５１，５５２は、図示しない軸部材と並行に配置されたガイド軸５５３が挿通されて配置されてもよく、あるいは、軸部材自体に挿通されて配置されてもよい。また、上記では、テーブル１２が移動する両側に、それぞれ２本のコイルばねが連結されて構成された２組のコイルばね５５１，５５２をそれぞれ配設したが、各組のコイルばねは、３本以上のコイルばねが直列に連結されて構成されていてもよい。また、バネ定数の大きなバネと小さなバネとを並べる順番は上記に限定されない。
【０１２２】
［変形例４］
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。
【０１２３】
そして、本実施形態における免震装置６００に装備された減衰装置は、図示しないが、図２に開示したような軸部材（符号３０参照）と、当該軸部材と接した状態のまま当該軸部材に沿って移動する挟持部材（符号４０参照）と、を備えている。さらに、減衰装置は、テーブル１２と固定台１１とを連結する２本の第一コイルばね６５１，６５２（復元力付勢手段）と、当該２本の第一コイルばね６５１，６５２に平行なさらに２本の第二コイルばね６５１ａ，６５２ａと、を備えている。なお、第一コイルばね６５１，６５２と第二コイルばね６５１ａ，６５２ａとは、それぞれバネ定数が同一であってもよく、異なっていてもよい。
【０１２４】
本実施形態における第一コイルばね６５１，６５２は、上述した実施形態２の図９で説明したものとほぼ同様の構成を取っている。つまり、第一コイルばね６５１，６５２は、図示しない軸部材と平行であり、かつ、テーブル１２のリブ６２０を挟んだ２本のコイルばねが直列に配置されて構成されている。具体的に、第一コイルばね６５１，６５２は、それぞれの一端が、図１７（Ｂ）に示すように、固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近で固定されており、それぞれの他端が、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ６２０の両面にそれぞれ支持固定されている。
【０１２５】
また、上記第一コイルばね６５１，６５２と平行に設けられた２本の第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、それらの一端を固定台１１の一対の各辺の中心付近で支持固定し、他端を対峙離間して支持固定されている。具体的に、２本の第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、第一コイルばね６５１，６５２よりも長さが短く形成されている。そして、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａのそれぞれの一端は、第一コイルばね６５１，６５２と同様に、ガイドレール２１，２２の両端側付近に固定されるものの、それぞれの他端は、ガイドレール２１，２２の長さの中央付近、つまり、ガイドレール２１，２２の中央から離れた箇所に位置している。このとき、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、ガイド軸６５３ａが挿通されて配置されている。
【０１２６】
以上のように、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａは、テーブル１２の移動量が所定値以上に大きくなったときに、はじめて圧縮されるよう配置されている。つまり、テーブル１２の中央に設けられたリブ６２０が、第二コイルばね６５１ａ，６５２ａの他端に位置するまで移動したときにようやく圧縮されることとなる。
【０１２７】
これにより、固定台１１に対してガイドレール２１，２２に沿ってテーブル１２が移動すると、当該移動方向に沿って、まずは一方の第一コイルばね６５１が縮むと共に他方の第一コイルばね６５２が伸びるため、この間は、第一コイルばね６５１，６５２による復元力のみが発生する。その後、テーブル１２のリブ６２０の位置が一方の第二コイルばね６５１ａの端部に達するまで移動すると、第一コイルばね６５１と共に第二コイルばね６５１ａも徐々に圧縮されることとなり、これ以降は第一コイルばね６５１，６５２と第二コイルばね６５１ａとによる復元力が発生することとなる。従って、テーブル１２の移動量が大きくなるほど、復元力を発生するバネの数の増加に起因する大きな復元力が徐々に付勢されることとなる。
【０１２８】
なお、上記第一コイルばね６５１，６５２は、図示しない軸部材と並行に配置されたガイド軸６５３が挿通されて配置されてもよく、あるいは、軸部材自体に挿通して配置してもよい。また、上記では、第一コイルばねに平行な第二コイルばね６５１ａ，６５２ａとして１本のコイルばねを用いた場合を例示したが、さらに第一コイルばねに平行に複数本のコイルばねを設けてもよい。例えば、原点位置から離れるにつれて第二コイルばね６５１ａ，６５２ａの本数を増やして設けてもよい。また、上記それぞれの第二コイルばね６５１ａ，６５２ａが支持固定される位置は、図１７（Ｂ）に示すようなガイドレール２１，２２と垂直方向に位置する固定台１１の一対の各辺のほぼ中央付近であってもよく、テーブル１２の裏面側に形成されたリブ６２０の両面であってもよい。
【０１２９】
また、上記では、一方向の振動に対して減衰効果を有する免震装置を開示したが、実際には、上述した減衰装置をもう１つ設けて、二方向つまり相互に直交する方向の振動をそれぞれ減衰するよう構成するのが好適である。つまり、上述した図６及び図７を参照して説明したように、上述したテーブル１２上に、さらに直交する方向の振動を減衰する減衰装置を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、精密機器や美術工芸品などの免震対象物を振動から保護すべく載置する免震装置に利用可能な減衰装置であって、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１００，２００，３００，４００，５００，６００ 免震装置
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
請求項１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３】
請求項１又は２に記載の減衰装置であって、
前記可動支持部材は、前記可動部材が相対的に移動する際に前記可動部材が接触して摺動する軌跡である摺動部を有し、
前記摺動部は、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、平坦であり、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上り傾斜して形成されている、
減衰装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の減衰装置であって、
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ており、
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る、
減衰装置。
【請求項５】
請求項４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６】
請求項４又は５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７】
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８】
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９】
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１０】
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１１】
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１２】
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、
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１】
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２】
請求項１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３】
請求項１又は２に記載の減衰装置であって、
前記可動支持部材は、前記可動部材が相対的に移動する際に前記可動部材が接触して摺動する軌跡である摺動部を有し、
前記摺動部は、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、平坦であり、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上り傾斜して形成されている、
減衰装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の減衰装置であって、
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ており、
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る、
減衰装置。
【請求項５】
請求項４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６】
請求項４又は５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７】
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８】
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９】
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１０】
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１１】
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１２】
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、
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。
【請求項１３】
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。
【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１７】
【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１７】
【公開番号】特開２０１１−４７５１４（Ｐ２０１１−４７５１４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６２２０（Ｐ２０１０−１０６２２０）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 刊行物名 日本機械学会 関東支部 第１５期 総会講演会 講演論文集 発行日 平成２１年３月５日 発行所 社団法人 日本機械学会関東支部 該当ページ 第３０１ページ、第３０２ページ 公開者 齋藤 宏和、 出水 正之、 若林 信宏、 大亦 絢一郎 公開のタイトル 「あそびのある漸硬型摩擦ダンパの研究」
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【出願人】（５９１１５９８１５）有限会社堀端製作所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 刊行物名 日本機械学会 関東支部 第１５期 総会講演会 講演論文集 発行日 平成２１年３月５日 発行所 社団法人 日本機械学会関東支部 該当ページ 第３０１ページ、第３０２ページ 公開者 齋藤 宏和、 出水 正之、 若林 信宏、 大亦 絢一郎 公開のタイトル 「あそびのある漸硬型摩擦ダンパの研究」
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【出願人】（５９１１５９８１５）有限会社堀端製作所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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