JP2008116039A

JP2008116039A - 免震装置

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Publication number: JP2008116039A
Application number: JP2007266381A
Authority: JP
Inventors: Takanori Sato; 孝典佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】本発明は、免震装置に関し、適用できる振動範囲を広げると共に、簡単に構成できて、且つ、装置高さの低い免震装置を提供することが課題である。
【解決手段】同一高さの凸曲面突起２が少なくとも３個以上で配置された表層を有する平板状の硬質板基台３と、平滑な硬質平板である滑走板４との点接触による低摩擦の組合せでなる免震装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一戸建て等の比較的軽量の建物や、建物の中に設置されている設備機器、若しくは、飾り棚の上や中に陳列される美術工芸品等の免震対象物に適用する免震装置に関するものである。

従来、比較的軽量な建物、例えば、設備機器、美術工芸品、搬送路、搬送床、木造住宅等の一戸建て住宅においても、免震装置が各種提案されている。

免震装置において、理想的な免震は摩擦係数が０の場合である。その場合には、地震によって支持面が振動しても、その物体は全く動かない。摩擦係数が０でなく、少しでもあれば物体は動いて、地震後には残留変位が生じる可能性がある。しかしながら、その残留変位を簡単に戻すことができれば、地震対策としては問題ない。ところが、あまりにも摩擦係数が小さくて常時使用に際して動きやすいのは問題がある。その両者を満足させる摩擦係数で設計されることになる。

一般に摩擦係数を下げるためには、ベアリングや四フッ化エチレンなどの材料を用いる以外に、単位面積当たりの接触面圧を高くする手段がある。そのために、接触面積を小さくするという対策がとられ、そのような工夫をしたものとして、例えば、所定の面積を有する平面同士または曲面同士の接触となっているものが知られている（特許文献１，２参照）。
特開２０００−７４１３８号公報特開２００２−３９２６６号公報

しかし、この程度の面圧では十分な低摩擦が得られない。一方、接触面積を限りなく小さくして、尖塔状として機械的な引っかかりを形成すれば、摩擦係数を逆に上げることにもなる。そのような食い込みが起きないようにするためには、表面硬度も重要な要因となる。本発明に係る免震装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る免震装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、同一高さの凸曲面突起が少なくとも３個以上配置された表層を有する平板状の硬質板基台と、平滑な硬質平板である滑走板との点接触による低摩擦の組合せでなることである。

前記前記凸曲面突起が、ピッチｔを１０ｍｍ≦ｔ≦１００ｍｍにして、且つ、整列されて配置されていること、；
前記点接触している板の間に、粘性体又は粘弾性体である潤滑油または潤滑グリースを介在させたこと、；
前記硬質板基台と滑走板とを重ねた状態の上面若しくは下面の片面に弾性板を貼着したこと、；
前記凸曲面突起が、その同心円外側にもう一つの凸リングを有すること、；
前記凸曲面突起が、その同心円外側で周方向に沿って断続的なスリットを有すること、；
前記凸曲面突起の頂部における曲率半径ｒが、３０ｍｍ以上であること、；
前記硬質板基台と滑走板とのうち少なくとも片方の表面が、ステンレス、アルミニウム、鋼板、四フッ化エチレン，ポリアセタール，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化ビニル，ナイロン，ＡＢＳ，ポリカーボネート，アクリル，ポリウレタン，ポリイミド，ポリエステル，ポリオレフィン、硬質ゴム、またそれらの粉体塗装、焼付塗装、カチオン電着塗装、のうちのいずれか一つの表層で形成したこと、；
前記硬質板基台および滑走板は、全体が略矩形状の平板体であって、その四隅の角部が斜めにカットされていること、；
前記潤滑油が、減衰材として作用する１００ｃｓｔ以上の粘度を有するものであること、；
を含むものである。

本発明の免震装置によれば、同一高さの多数の凸曲面突起を有する略平面の硬質板と滑走板との間の滑りを利用するので免震装置全体の高さ（厚さ）が低く（薄く）なり、空間の有効活用が可能となる。従来の免震装置では地震時の可動変位範囲に制限があり、対応している地震の大きさにも限度があり、それを拡大しようとすると、装置が大きくなりコストが大幅にアップするが、本発明では容易に可動変位範囲を広げることができるので、極めて安価に対応できる。
凸曲面突起が、ピッチｔを１０ｍｍ≦ｔ≦１００ｍｍにして、且つ、整列されて配置されているので、滑走板のすべりが滑らかになる。
点接触している板の間に、潤滑油または潤滑グリースを塗布することで、摩擦係数を一層低減させることができる。

更に、本発明の凸曲面突起により、塵埃の侵入があっても滑り面に付着することが無く、摩擦係数が良好に維持され免震装置の長寿命化が図れる。

前記点接触している板の間に、粘性体又は粘弾性体である潤滑油または潤滑グリースを介在させることで、地震時に振動エネルギーを吸収し、洪水時にも水が浸入することがなく防蝕となり、長期的耐久性が確保される。
凸曲面突起を有する硬質板基台と滑走板とを重ねた状態の上面若しくは下面の片面に弾性板を貼着したことにより、地震時に前後左右に水平方向に滑る際、コンクリートなどの床面若しくは免震対象物下面に多少の凹凸があっても、弾性板が弾性変形してその凹凸の増減を吸収して、スムーズに滑走することができる。

また、前記凸曲面突起が、その同心円外側にもう一つの凸リングを有すること、または、前記凸曲面突起が、その同心円外側で周方向に沿って断続的なスリットを有することにより、前記弾性板と同様な作用を発揮すると共に、部品点数が低減され、スリットを設けるとプレス加工の際に該スリットによって突起の内部応力が開放されて板全体の平面精度を保つことができる。
凸曲面突起の頂部における曲率半径ｒが、３０ｍｍ以上であることで、摩擦係数が免震に適切な０．２以下となる。

凸曲面突起を有する硬質板および滑走板は、全体が略矩形状の平板体であって、その四隅の角部が斜めにカットされていることにより、工場生産時にはその斜めカット部分を利用して、それら上下板を粘着テープで仮留めし塵埃の侵入を少なくして運搬することができる。また、これら多数の免震装置を所定の位置に設置して、上の滑走板同士を互いに粘着テープで一体化された後、前記カット部分の空間に刃物を差し込んで前記粘着テープを切断し、上下板の分離作業も容易にできるようになる。

更に、前記潤滑油を１００cst以上の粘度にすることで、潤滑材としての効果だけではなく、減衰材としての効果も付加されることになり、免震装置における滑走板の応答変位量を小さくすることができる。

本発明に係る免震装置１は、図１に示すように、例えば、同一高さの凸曲面突起２が配置された表層を有する略平板体である硬質板基台３と、平滑な平板体である滑走板４との点接触による低摩擦の組合せでなる。

前記凸曲面突起２は、少なくとも３個以上であって、図１（Ｃ）に示すように、例えば、ピッチｔ＝５０ｍｍで整列して配設されている。

前記滑走板４は、硬質板４ａの下面に四フッ化エチレンの滑材４ｂを貼着したものである。符号４ｄは、滑材４ｂの固定用留め部を示している。また、前記滑走板４側に潤滑材として、粘性体又は粘弾性体である潤滑油または潤滑グリースを塗布するものであり、例えば、オイル５を塗布してある。このオイル５は、例えば、シリコーンオイル，グリース，重油，ワックスなどのうちの一つであって、減衰材としても作用するように、100cst以上の粘度を有するものである。

前記硬質板基台３または滑走板４は、その材質として、樹脂，金属，ガラス，石材等である。例えば、前記樹脂として、四フッ化エチレン，ポリアセタール，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化ビニル，ナイロン，ＡＢＳ，ポリカーボネート，アクリル，ポリウレタン，ポリイミド，ポリエステル，ポリオレフィン、硬質ゴムのうちのいずれか一つである。

また、前記金属としては、ステンレス板，鋼板，アルミニウム板，チタン板，亜鉛板，銅板，真鍮板，ニッケル板，タリウム板，銀板，金板，白金板，インジウム板，バリウム板，それらの合金板，それらのメッキ処理板，それらの塗装処理板などうちの一つである。

前記ガラスとしては、板ガラス，凸突起ガラスのうちの一つである。石材としては、大理石，蛇紋岩，メノウ，それらの研磨処理板等のうちの一つである。

更に、前記硬質板基台３と滑走板４とのうち、少なくとも片方の表面、例えば、前記滑走板４の表面が、ステンレス、アルミニウム、鋼板、四フッ化エチレン，ポリアセタール，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化ビニル，ナイロン，ＡＢＳ，ポリカーボネート，アクリル，ポリウレタン，ポリイミド，ポリエステル，ポリオレフィン、硬質ゴム、またそれらの粉体塗装、焼付塗装、カチオン電着塗装、のうちのいずれか一つの表層で形成してある。

そして、前記免震装置１では、図１（Ｂ）および図４に示すように、凸曲面突起２を有する略平面の硬質板基台３を下側基盤とし、平滑な平板体の滑走板４の周囲縁部の下側に、上反り加工によるテーパ４ｃを施した可動体にしてある。図２に示すように、前記凸曲面突起２は、硬質板基台３の一部を加工して一体に設けて、凸曲面板７にしても良い。

前記免震装置の他の実施例としては、図２−Ｂ（Ａ）に示すように、硬質板基台３を合成樹脂、例えば、四フッ化エチレン、ポリアセタール、ポリエチレン、塩化ビニール、ナイロン、アクリル、ポリウレタンなどで形成するものである。同時に、凸曲面突起２も形成される。更に、図２−Ｂ（Ｂ）に示すように、免震装置１として、凸曲面突起２の下側の凹部に、硬質材２ｅを充填したものがある。この硬質材２ｅを充填することで、凸曲面突起２が荷重で潰れにくくなり、免震装置１としての圧縮強度が飛躍的に向上するものである。

他の実施例として、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、硬質板基台３の前記凸曲面突起２を裏側から挿出した床材６を下側基盤とし、上側に平滑な略平面の滑走板４の縁部に、上反り加工を施してなるテーパ４ｃを付けて可動体とする場合もある。なお、図３（Ｃ）に示すように、床材６の孔に、図４に示す凸曲面突起２だけを挿出させて構成する場合もある。前記凸曲面突起２が上を向いているので、塵埃等がこの免震装置１の間に侵入しても隙間の空間に落下して、摩擦係数が増大するようなことを防止するものである。

前記凸曲面突起２にオイル５を塗布する場合には、図５に示すように、オイル５を突起内部に内包させ、突起部周囲の外側に発泡体８を嵌合させた凸曲面突起２ａとする場合もある。このような免震装置１にすることで、床材６の厚さと前記凸曲面突起２，２ａの高さとを相対的に高くしたり低くしたりして調節し、又は床材６の材質の変更により、免震装置１の摩擦係数を調整するものである。

本発明に係る他の実施例の免震装置１ａとして、図６乃至図７に示すように、平滑な略平面の滑走板４を下側基盤とし、凸曲面突起２ｂを有する略平面の硬質板基台３を可動体としたものである。

前記凸曲面突起２ｂは、図７−Ａに示すように、オイル５を突起内部に内包させ、突起の外周部にＯ（オー）リング９を嵌装させている。これにより、オイル５が自然に滑走板４の平滑な平面に供給されるものである。

また、図７−Ｂに示すように、前記凸曲面硬質突起２によって、硬質板基台３と滑走板４との間にできる空間に、グリスやワックス等のオイル５を充填し、周囲をシール材１２（グリスやワックスでもよい）でシールした免震装置１ｂとすることもできる。住宅に用いたときなどで、装置内部に雨水が前記空間に浸入せず、高耐久の免震装置１ｂとなる。

本発明の他の実施例に係る免震装置１ｂとして、例えば、図８に示すように、硬質板基台３と滑走板４とを重ねた状態の、上面若しくは図示のように下面の片面にゴムなどの弾性体１１を貼着したものがある。これにより、地震時に前後左右に水平方向に滑る際、床面１４若しくは免震対象物下面に多少の凹凸があっても、前記弾性体１１が弾性変形してその凹凸の増減を吸収して、スムーズに滑走するものである。

また、同様な目的で、図９に示すように、凸曲面突起２が、その同心円外側にもう一つの凸リング２ｃを有すること、または、図１０に示すように、前記凸曲面突起２が、その同心円外側で周方向に沿って断続的なスリット２ｄを有することにより、前記弾性体１１と同様な作用を発揮すると共に、部品点数が低減され、スリット２ｄを設けるとプレス加工の際に該スリット２ｄによって突起の内部応力が開放されて板全体の平面精度を保つことができるのである。

本発明の他の実施例として、図１１に示すように、凸曲面突起２の頂部における曲率半径ｒが、３０ｍｍ以上とするものである。このような曲率半径の大きな突起とすることで、摩擦係数が免震に適切な０．２以下となるのである。下記表１参照。

免震装置１の製品形態としては、図１２（Ａ）に示すように、硬質板基台３の４隅の角部３ａを、斜めにカットする。同様に、滑走板４の角部４ａも同じ大きさでカットする。そして、同図１２（Ａ）に示すように、その角部３ａ，４ａを利用してテープ１３ａを貼着することで、硬質板基台３と滑走板４とが合体されて、運搬可能な免震装置１となる。

前記角部３ａ，４ａがカットされ前記テープ１３ａが貼着されていることで、床面に敷設する作業においては、前記免震装置１を床面に置いて、硬質板基台３を敷設する（動かないように、硬質板基台３の裏面に両面テープを一部に貼着しても良い）。この場合、床面に敷設する方法としては、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、シール材１２を全体に施す場合と、各硬質板基台３にシール材１２でシールさせる場合とがある。

そして、隣接する滑走板４同士をテープ１３ｂなどで連結する際、前記テープ１３ａがあることでこの滑走板４の位置決めとなり、連結作業がしやすくなる。そして、滑走板４同士の連結後に、図１２（Ｃ）に示すように、角部４ａ同士を付き合わせてできる空間部ｂにナイフなどを差し込んで、このテープ１３ａを切断し、硬質板基台３との固定が解除され、滑走板４が自由に滑走できるようになる。なお、その後、角部４ａ同士の突き合わせでできる空間部ｂには、その上からテープを張って塞いでおくものである。

本発明に係る免震装置１の平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、硬質板基台３の平面図（Ｃ）である。凸曲面突起２を一体に形成した硬質板基台３の平面図（Ａ）と、側面図（Ｂ）とである。免震装置１の他の実施例を示す断面図（Ａ），（Ｂ）である。他の実施例に係る硬質板基台３と床材６との平面図（Ａ）と、側面図（Ｂ）と、更に他の実施例の側面図（Ｃ）とである。凸曲面突起２の平面図（Ａ）と、断面図（Ｂ）とである。他の実施例に係る凸曲面突起２ａの平面図（Ａ）と、断面図（Ｂ）とである。他の実施例に係る免震装置１ａの縦断面図である。免震装置１ａにおける凸曲面突起２ｂの平面図（Ａ）と、断面図（Ｂ）とである。免震装置１ｂの断面図（Ａ）と、滑走板４を取り除いた平面図（Ｂ）とである。免震装置１ｃの一部断面図である。免震装置１における凸曲面突起２の他の実施例示す断面図（Ａ）と、硬質板基台３の底面図（Ｂ）とである。同免震装置１における凸曲面突起２にスリット２ｄを設けた実施例示す断面図（Ａ）と、硬質板基台３の底面図（Ｂ）とである。免震装置１における凸曲面突起２の他の実施例示す断面図（Ａ）と、硬質板基台３の底面図（Ｂ）とである。免震装置１の製品形態を示す斜視図（Ａ）と、Ａ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）と、使用状態の一部拡大平面図（Ｃ）とである。同免震装置１の硬質板基台３を床面に敷設した様子を示す平面図（Ａ），（Ｂ）である。

符号の説明

１，１ａ免震装置、
２，２ａ，２ｂ凸曲面突起、２ｃ凸リング、
２ｄスリット、２ｅ硬質材、
３硬質板、３ａ角部、
３ｂ昇り面、
３ｃ
４滑走板、４ａ角部、
４ｂ滑材、４ｃテーパ、
４ｄ止め部、
５オイル、
６床材、
７凸曲面板、
８発泡体、
９Ｏロング、
１０室内、
１１弾性体
１２シール材、
１３a テープ、
１３b テープ、
１４コンクリート基礎板。

Claims

同一高さの凸曲面突起が少なくとも３個以上で配置された表層を有する平板状の硬質板基台と、平滑な硬質平板である滑走板との点接触による低摩擦の組合せでなること、
を特徴とする免震装置。
凸曲面突起が、ピッチｔを１０ｍｍ≦ｔ≦１００ｍｍにして、且つ、整列されて配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の免震装置。
点接触している板の間に、粘性体又は粘弾性体である潤滑油または潤滑グリースを介在させたこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の免震装置。
硬質板基台と滑走板とを重ねた状態の上面若しくは下面の片面に弾性板を貼着したこと、
を特徴とする請求項１乃至３に記載の免震装置。
凸曲面突起が、その同心円外側にもう一つの凸リングを有すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の免震装置。
凸曲面突起が、その同心円外側で周方向に沿って断続的なスリットを有すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の免震装置。
凸曲面突起の頂部における曲率半径ｒが、３０ｍｍ以上であること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の免震装置。
硬質板基台と滑走板とのうち少なくとも片方の表面が、ステンレス、アルミニウム、鋼板、四フッ化エチレン，ポリアセタール，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化ビニル，ナイロン，ＡＢＳ，ポリカーボネート，アクリル，ポリウレタン，ポリイミド，ポリエステル，ポリオレフィン、硬質ゴム、またそれらの粉体塗装、焼付塗装、カチオン電着塗装、のうちのいずれか一つの表層で形成したこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の免震装置。
硬質板基台および滑走板は、全体が略矩形状の平板体であって、その四隅の角部が斜めにカットされていること、
を特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の免震装置。
潤滑油が、減衰材として作用する１００ｃｓｔ以上の粘度を有するものであること、
を特徴とする請求項２に記載の免震装置。