JP2014001797A - Base isolation device - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも小型化が可能でかつ揺れが収まった時は、速やかに元の位置に復帰することが可能な免震装置を提供する。
【解決手段】所定位置に配置される固定部材2と、外部からの振動により固定部材2に対して水平方向に移動する可動部材6と、固定部材2に対して可動部材6を摺動自在に支持する支持部材5とを備え、水平方向に移動した可動部材6を磁気吸引力により初期位置に復帰させるようにした磁界発生手段を有する免震装置において、固定部材2は、可動部材6が設置されるベース3を有し、可動部材6は物体が戴置されるステージ7を有し、支持部材5は、ベース3と可動部材6との間に介装される複数の球体50を有し、磁界発生手段10は、固定部材2又は可動部材6から可動部材6又は固定部材2に向う磁束を発生させる永久磁石12と、振動が発生しない状態で永久磁石12に対向する位置に配置された吸引ヨーク13を有する。
【選択図】図4An object of the present invention is to provide a seismic isolation device that can be reduced in size and can return to its original position quickly when shaking is reduced.
A fixed member 2 disposed at a predetermined position, a movable member 6 that moves in a horizontal direction with respect to the fixed member 2 by external vibration, and the movable member 6 is slidable relative to the fixed member 2. In the seismic isolation device having a support member 5 for supporting and having a magnetic field generating means for returning the movable member 6 moved in the horizontal direction to the initial position by a magnetic attractive force, the fixed member 2 is installed by the movable member 6. The movable member 6 has a stage 7 on which an object is placed, and the support member 5 has a plurality of spheres 50 interposed between the base 3 and the movable member 6. The magnetic field generating means 10 is arranged at a position facing the permanent magnet 12 in a state where no vibration is generated and a permanent magnet 12 that generates a magnetic flux from the fixed member 2 or the movable member 6 toward the movable member 6 or the fixed member 2. A suction yoke 13 is provided.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、地震などに起因する振動で物体の落下や転倒を防止するための免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device for preventing an object from falling or falling due to vibration caused by an earthquake or the like.
耐震性が必要な物品(美術工芸品、精密機器等)を地震による振動から保護するために、種々の免震装置が提案されている。この種免震装置としては、例えば固定台に対して免震台を水平方向に移動可能に支持し、さらにバネにより元の位置に戻るようにした免震装置が知られている。
Various seismic isolation devices have been proposed to protect articles (arts and crafts, precision instruments, etc.) that require earthquake resistance from vibration caused by earthquakes. As this type of seismic isolation device, for example, a seismic isolation device is known in which a base isolation base is supported so as to be movable in a horizontal direction with respect to a fixed base, and is returned to its original position by a spring.
特許文献1(特開2006−342884号公報)には、固定台と免震台との間に複数個のボールを介装して、固定台に対して免震台を水平方向に移動可能に支持するとともに、固定台と免震台をバネで連結しかつ水平方向に対して35°〜90°の角度をもつバネ軸芯を有する免震装置が開示されている。この免震装置によれば、全体寸法の抑制及びバネセット力の低減等の利点があるとされているが、次のような問題点が存在する。バネを固定台と免震台に係止する作業に手間が掛り、免震装置の組立工数が増加すると考えられる。組立性を考慮すると、小型の免震装置には不向きであり、大型の免震装置に限定される。そこでバネ式の免震装置の欠点を改良したものとして、地震で移動した免震台を磁気的に元の位置に復帰される装置が提案されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-34284), a plurality of balls are interposed between the fixed base and the base isolation table so that the base isolation base can be moved in the horizontal direction with respect to the fixed base. There is disclosed a seismic isolation device having a spring axis that supports and connects a fixed base and a base isolation base with a spring and has an angle of 35 ° to 90 ° with respect to the horizontal direction. According to this seismic isolation device, there are advantages such as suppression of the overall dimensions and reduction of the spring setting force, but there are the following problems. It is thought that the work of locking the spring to the fixed base and the base isolation table takes time and the man-hours for assembling the base isolation device increase. Considering assembly, it is not suitable for a small seismic isolation device and is limited to a large seismic isolation device. Therefore, as an improvement of the shortcomings of the spring-type seismic isolation device, a device that magnetically returns the seismic isolation table moved by the earthquake to its original position has been proposed.
特許文献2(特許第3100886号)には、可動重量は2次元の任意方向に対して磁気復元力に支持されており、1つの可動重量で方向に係わらず、制振効果が得られるようにし、また対向磁石間に導体板を設置することで、磁気ダンパとしても併用し、ばね要素と減衰要素がすべて可動重量の下部に収納することにより、小型化を図るとともに、さらにベアリング部を対向磁石間に設置する、あるいは多重構造とすることで、可動部の移動範囲を確保した上、さらなる径方向の小型化が図るようにした動吸振型制振装置が開示されている。 In Patent Document 2 (Japanese Patent No. 3100886), a movable weight is supported by a magnetic restoring force in a two-dimensional arbitrary direction so that a single movable weight can obtain a vibration damping effect regardless of the direction. In addition, by installing a conductor plate between the opposing magnets, it can be used as a magnetic damper, and the spring element and the damping element are all housed in the lower part of the movable weight, so that the size can be reduced and the bearing part can be used as the opposing magnet. There has been disclosed a dynamic vibration damping device that is installed in between or has a multiple structure so as to ensure a moving range of the movable part and further reduce the size in the radial direction.
しかるにこの制振動装置によれば、磁石の吸引力に加えて反発力もあるために、中心に保持し易いといった利点はあるものの、中心への復帰力が大となりかつ可動範囲が限定されるので、免震効果が低下するといった不具合がある。すなわち振動で移動した免震台を中心に戻す力を小さくすると、共振周波数が低周波側にシフトするので、免震効果を発揮できる周波数が広がることになるが、特許文献2の構造では達成できない。この制振装置を製造する場合、円柱磁石とリング磁石といった形状の異なる磁石を使用するので、磁石の製造コストが大となり、また部品の共通化ができない、さらに部品点数も多く、高コストになるといった難点がある。
However, according to this vibration damping device, since there is a repulsive force in addition to the attractive force of the magnet, there is an advantage that it is easy to hold in the center, but the return force to the center is large and the movable range is limited. There is a problem that the seismic isolation effect is reduced. In other words, if the force to return the seismic isolation table moved by vibration to the center is reduced, the resonance frequency shifts to the lower frequency side, so that the frequency at which the seismic isolation effect can be exerted spreads, but this cannot be achieved with the structure of
特許文献3(特許第3791974号公報)には、少なくとも上面が平坦な非磁性材で覆われた水平な固定台と、この固定台の上方に位置し固定台に対して一定間隔を保ちつつ水平方向に相対移動可能な可動台と、固定台の上面に間隙を空けて対向するように前記可動台に固定された第1の磁性部材と、前記固定台に上下に遊動自在に装着された第2の磁性部材とを備え、前記第1および第2の磁性部材の少なくとも一方を永久磁石とし、前記可動台が復帰位置にある時に第2の磁性部材が第1の磁性部材に吸引されて上昇位置に保持されて可動台を所定の復帰位置に保持する保持力を発生するようにした免震台装置が開示されている。 Patent Document 3 (Japanese Patent No. 379974) discloses a horizontal fixing base covered with a nonmagnetic material having at least a flat upper surface, and a horizontal fixing base positioned above the fixing base and maintaining a constant interval with respect to the fixing base. A movable base relatively movable in the direction, a first magnetic member fixed to the movable base so as to be opposed to the upper surface of the fixed base, and a first magnetic member mounted on the fixed base so as to be freely movable up and down. Two magnetic members, and at least one of the first and second magnetic members is a permanent magnet, and the second magnetic member is attracted to the first magnetic member and raised when the movable base is at the return position. There is disclosed a seismic isolation base device that generates a holding force that is held at a position and holds a movable base at a predetermined return position.
この免震装置によれば、ベース側の磁性部材(磁石)は遊動の必要があるため、磁石ホルダーのユニットとして別部品として組立てる必要があるため、複雑な構造となり、組立工数が増大する。上下磁石の位置が近接した状態で動く場合、ステージ側の磁石がベース側の磁石に近づくとベース側磁石は磁気吸引力により上下に遊動する。しかも磁気吸引力の大きさは、磁石間の距離の二乗に半比例し、ステージの動きが水平方向で比例しない。したがって磁石間のギャップ(磁気空隙)が変化し、傾きを持って動くため、不安定になる。さらに、中心への復帰には、別部品(ワイヤー)が必要で、コスト増加を招来し、構造が複雑である。また磁石が上下に遊動するため、磁石受け部が摺動で摩耗することが十分予測される、といった難点がある。 According to this seismic isolation device, since the magnetic member (magnet) on the base side needs to be loosened, it is necessary to assemble it as a separate part as a magnet holder unit, resulting in a complicated structure and an increased number of assembly steps. When the upper and lower magnets move in a close state, when the stage side magnet approaches the base side magnet, the base side magnet moves up and down by the magnetic attractive force. Moreover, the magnitude of the magnetic attractive force is half proportional to the square of the distance between the magnets, and the stage movement is not proportional in the horizontal direction. Therefore, the gap between the magnets (magnetic gap) changes and moves with an inclination, which makes it unstable. Furthermore, returning to the center requires separate parts (wires), resulting in increased costs and a complicated structure. In addition, since the magnet moves up and down, there is a problem that the magnet receiving portion is sufficiently predicted to be worn by sliding.
上述した特許文献1〜3に記載された免震装置では、小型の物品への適用ができない、構造が複雑で組立工数が増大するといった問題が発生する。
In the seismic isolation device described in
従って、本発明の目的は、簡単な構造で、地震などの振動による各種サイズの物品の落下や転倒を防止することが可能な免震装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a seismic isolation device that has a simple structure and can prevent the fall and fall of articles of various sizes due to vibrations such as earthquakes.
上記目的を達成するために、本発明の免震装置は、
所定位置に配置される固定部材と、外部からの振動により前記固定部材に対して水平方向に移動する可動部材と、前記固定部材に対して可動部材を摺動自在に支持する支持部材とを備え、水平方向に移動した前記可動部材を磁気吸引力により初期位置に復帰させるようにした磁界発生手段を有する免震装置において、
前記固定部材は、前記可動部材が設置されるベースと、
前記可動部材は水平方向に移動可能なステージを有し、
前記支持部材は、前記ベースと前記可動部材との間に介装される複数の球体を有し、
前記磁界発生手段は、前記固定部材又は可動部材から前記可動部材又は前記固定部材に向う磁束を発生させる永久磁石と、振動が発生しない状態で前記永久磁石に対向する位置に配置された吸引ヨークを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the seismic isolation device of the present invention comprises:
A fixed member disposed at a predetermined position; a movable member that moves in a horizontal direction with respect to the fixed member by vibration from outside; and a support member that slidably supports the movable member with respect to the fixed member. In the seismic isolation device having a magnetic field generating means adapted to return the movable member moved in the horizontal direction to the initial position by a magnetic attraction force,
The fixed member includes a base on which the movable member is installed,
The movable member has a stage movable in the horizontal direction,
The support member has a plurality of spheres interposed between the base and the movable member,
The magnetic field generating means includes a permanent magnet that generates a magnetic flux from the fixed member or the movable member toward the movable member or the fixed member, and a suction yoke that is disposed at a position facing the permanent magnet in a state where no vibration is generated. It is characterized by having.
本発明において、前記支持部材は、平面から見て等角度間隔で配置される3個以上の球体であることが好ましい。この球体は、非磁性体であることがより好ましい。 In the present invention, the support member is preferably three or more spheres arranged at equal angular intervals when viewed from the plane. The sphere is more preferably a non-magnetic material.
本発明において、ベース及び可動枠は非磁性体で形成することが好ましい。特に可動枠及びステージは比重の大なる材料、例えば非磁性金属材料で形成することがより好ましい。 In the present invention, the base and the movable frame are preferably formed of a nonmagnetic material. In particular, the movable frame and the stage are more preferably formed of a material having a large specific gravity, for example, a nonmagnetic metal material.
本発明において、前記永久磁石は、平板状の永久磁石であって、厚さ方向に磁化されかつ異極性の一対の磁極が吸引ヨークに対向するように形成された平板状磁石(2極磁石)を使用するか、又は厚さ方向に磁化した単極磁石を並べて配置することが好ましい。特に2極磁石を使用する場合は、3個以上の永久磁石を平面から見て等角度間隔で配置することが好ましい。 In the present invention, the permanent magnet is a flat permanent magnet, and is a flat magnet (bipolar magnet) formed in such a manner that a pair of magnetic poles magnetized in the thickness direction and opposite in polarity face the attraction yoke. Are preferably used, or monopolar magnets magnetized in the thickness direction are preferably arranged side by side. In particular, when a dipole magnet is used, it is preferable to arrange three or more permanent magnets at equiangular intervals when viewed from the plane.
本発明において、吸引ヨークは永久磁石の面積と同等の面積を有することが好ましい。 In the present invention, the attraction yoke preferably has an area equivalent to the area of the permanent magnet.
本発明において、ベースの下面及び/又はステージの上面に摩擦係数の大なる材料(例ばシリコンゴム)からなる滑り防止シートを貼付することが好ましい。 In the present invention, it is preferable to attach an anti-slip sheet made of a material having a large friction coefficient (for example, silicon rubber) to the lower surface of the base and / or the upper surface of the stage.
本発明によれば、ベースとステージとの間に磁気吸引力が作用するので、平常状態では、ステージはベースの中心に保持されており、ベースとステージ間に球体が介装されているので、磁気吸引力を超えた振動を受けると、ステージは水平方向に移動するので、物品の転倒が防止される。振動が収まると、ベースとステージとの間に磁気吸引力が作用するので、水平移動したステージは直ちに初期位置に復帰する。本発明によれば、簡単な構造であっても優れた免震効果が得られるので、極めて高い実用性を有する。 According to the present invention, since a magnetic attractive force acts between the base and the stage, in a normal state, the stage is held at the center of the base, and a sphere is interposed between the base and the stage. When the vibration exceeding the magnetic attractive force is received, the stage moves in the horizontal direction, so that the article is prevented from falling. When the vibration is stopped, a magnetic attractive force acts between the base and the stage, so that the horizontally moved stage immediately returns to the initial position. According to the present invention, an excellent seismic isolation effect can be obtained even with a simple structure, so that it has extremely high practicality.
以下、本発明の第1の実施の形態を添付図面により説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[全体構成]
図1〜図4に示すように、本発明の免震装置1は、固定部材2と可動部材6と固定部材2に対して可動部材6を水平方向(X軸方向及びY軸方向)に移動可能に支持する転動部材5を有する偏平な円板状のユニットである。図5〜図8も参照すると、各部材の構成は次の通りである。
[overall structure]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
[固定部材]
固定部材2は、例えば室内(床面)などに設置される円板状のベース3と、ボルト91a、91b、91cを介してベース3に締結されるリング状の外カバー4を有する。ベース3には、外周縁側にボルト91a、91b、91cが各々、ねじ込まれる複数のめねじ部31a、31b、31cが同心円上に所定間隔(例えば等角度間隔)をおいて形成されている。図5に示すように、本実施の形態では、組立工数を低減するために、各めねじ部31a、31b、31cの中間にもめねじ部31d、31e、31fが形成されているが、めねじ部31d、31e、31fを省略することができる。この他、ベース3には、各めねじ部よりも内周側に、転動部材5の動く範囲を制限するために、複数のボール50a、50b、50cからなる転動部材5を受取るボール受け部32a、32b、32cが形成されている。各ボール受け部は、そこに挿入されたボールが可動枠8の裏面に当接し得るような高さ(例えばボールの直径の1/2〜2/3)を有する。これらのボール受け部の内径は、ボールの直径よりやや大きい値(例えば1.1〜1.3倍程度)に設定することが好ましい。ベース3の裏面には、振動で移動した可動部材を元の位置に復帰させる磁気吸引力を発生するために、複数の強磁性体からなる平板状の吸引ヨーク13a、13b、13cが両面テープ93a、93b、93cを介して固着されている。ベース3は非磁性体(例えばアルミニウム合金やエンジニアリングプラスチック)で形成することが好ましい。
[Fixing member]
The fixing
外カバー4は、図6に示すように、中空円板状のフランジ部41とその内周縁からZ軸方向に伸長するリング部42からなる。フランジ部41には、同心円上に所定間隔(例えば等角度間隔)でボルト91a、91b、91cのおねじ部が挿通されるキリ穴411a、411b、411cが形成されている。各キリ穴の中間にも、キリ穴411d、411e、411fが形成されているが、これらのキリ穴を省略することができる。またリング部42の外周面には、ボルト91a、91b、91cの挿通を阻害しないようにする(各ボルトの頭部との干渉を回避する)ために、平面からみて円弧状の凹部421a〜421fが設けられている。外カバー4は非磁性体(例えばアルミニウム合金やエンジニアリングプラスチック)で形成することが好ましい。
As shown in FIG. 6, the
[可動部材]
可動部材6は、物品(不図示)を支持するステージ7と、このステージを外部振動による揺れ方向と逆方向に移動させるためにステージ7が一体的に結合される中空円板状の可動枠8を有する。ステージ7は、図8に示すように表面に物品が戴置される円板状のテーブル部71と、その裏面からZ軸方向に延出するリング状のスペーサ部72を有する。テーブル部71には、可動枠8に締結するためのボルト92a、92b、92cの頭部が係止される座ぐり部711a、711b、711cが形成されている。スペーサ部72の外径は、ステージ7の水平移動を可能とするために、外カバー4のリング部42の内径よりも小なるように設定されている。この寸法差がステージ7の移動距離となる。ステージ7は、非磁性体で形成することが好ましく、共振周波数を下げる(使用可能な周波数帯域が広がる)ために、質量(比重)の大きい材料、例えば非磁性金属材料で形成することがより好ましい。このような材料としては、オーステナイト系ステンレス鋼等の鉄系合金を使用できるが、軽合金(例えばアルミニウム合金)で形成したステージの一部(一箇所又は複数個所)に比重の大なるウエイト部材(例えば鉛)を埋め込むようにしてもよい。
[Movable member]
The
可動枠8は、図7に示すように、センター孔83及びセンター穴84の周囲に、円周方向に沿って所定間隔(例えば等角度間隔)で磁界発生手段を保持するために、矩形状のヨーク保持穴81a、81b、81c及びそれより小さい磁石保持穴82a、82b、82cが形成されている。各ヨーク保持穴のコーナ部には、そこにバックヨーク11a、11b、11cが挿入された時にヨークのエッジ部が欠損するのを防止する、及びヨークと可動枠を接着する際の接着剤(不図示)溜まりのために、円弧状を有する逃げ部811a、811b、811cが形成されている。同様に各磁石保持穴のコーナ部には、そこに永久磁石12a、12b、12cが挿入された時にヨークのエッジ部が欠損するのを防止するために、円弧状を有する逃げ部821a、821b、821cが形成されている。可動枠8には、平面から見て各ヨーク保持穴の中間にボルト92a、92b、92cがねじ込まれるめねじ部85a、85b、85cが形成されるとともに、裏面には所定間隔(等角度間隔)をおいて複数のボール受け部86a、86b、86cが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
[転動部材]
転動部材5としては、可動部材6を水平方向に移動可能に支持するために、複数のボール50a、50b、50cが使用される。このボールは、物品を支持した時に破損しない程度の機械的強度を有する球体であればよく、鉄鋼材料等の強磁性体で形成することができるが、組立を容易に行うために、セラミックスあるいはオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体で形成することが好ましい(強磁性体であると、磁石に吸引され易いので、不安定な状態となる)。
[Rolling member]
As the rolling
[磁気回路部材]
本発明の免震装置は、外部振動により上記の固定部材に対して水平移動した可動部材を元の位置に復帰させるために、固定部材及び可動部材に磁気回路部材を設けることにより、磁気吸引力を発生させる点で従来の免震装置と明確に相違するものである。磁気回路部材の一例は次の通りである。
[Magnetic circuit members]
The seismic isolation device of the present invention provides a magnetic attraction force by providing a magnetic circuit member on the fixed member and the movable member in order to return the movable member horizontally moved with respect to the fixed member to the original position by external vibration. It is clearly different from conventional seismic isolation devices in that it generates An example of the magnetic circuit member is as follows.
磁気回路部材10a、10b、10cは、いずれも平板状であり、可動枠8に装着された強磁性体からなるバックヨーク11a、11b、11cと、各バックヨークのベース3に対向する側の面に装着された厚さ方向(Z軸方向)に磁化された複数の永久磁石12a、12b、12cと、各永久磁石に対向する位置にベース3に固着された強磁性体からなる吸引ヨーク13a、13b、13cを有する。
Each of the
この吸引ヨークは、永久磁石及びバックヨークの面積と同等の大きさを有することが好ましい。永久磁石の面積よりも吸引ヨークの面積が大である場合、中心に保持する範囲が広がり、振動が収まっても元の位置からずれた位置に復帰する現象が発生し易くなる。これに対して吸引ヨークは、永久磁石及びバックヨークの面積と同等の大きさを有すると、吸引位置がセンターになり、磁気吸引力は同じでも向心力(中心に復帰させる力)を高めることができるので、安定した状態を維持することができる。また吸引ヨークをバックヨークと同じ大きさ(寸法)とすることにより、備品の共通化ができ、製造コストの低減を図ることができる。 The suction yoke preferably has a size equivalent to the areas of the permanent magnet and the back yoke. When the area of the attraction yoke is larger than the area of the permanent magnet, the range to be held at the center is widened, and the phenomenon of returning to the position deviated from the original position easily occurs even when the vibration is suppressed. On the other hand, if the attraction yoke has the same size as the areas of the permanent magnet and the back yoke, the attraction position becomes the center, and even if the magnetic attraction force is the same, the centripetal force (force to return to the center) can be increased. Therefore, a stable state can be maintained. Further, by making the suction yoke the same size (dimension) as the back yoke, the equipment can be shared and the manufacturing cost can be reduced.
上記永久磁石12a、12b、12cとしては、単一の磁石に2極着磁を施してヨークに対向する側の面に異極性の一対の磁極を有するようにしたものを使用することができる。あるいは厚さ方向に着磁された永久磁石(単極磁石)を磁化方向が異なるように2つ並べて各磁石保持穴に装着してもよい。このような永久磁石を使用すると、磁極の境界と吸引ヨークの中心が引き合う状態が現出するので、磁気的なバランスがとり易くなり、中立位置に復帰し易くなる。これは、単極磁石を各磁石保持穴に装着した場合は、磁石のエッジ部がヨークの中心に吸引され易いため、中心に保持することが困難となる。
As the
永久磁石としては、公知の永久磁石材料、例えば焼結磁石(フェライト磁石、希土類磁石等)、あるいは磁石粉末を樹脂で結合した樹脂磁石を使用することができる。バックヨークを省略することも可能であるが、漏洩磁束が増大して磁気吸引力が低下し易くなるので注意が必要である。 As the permanent magnet, a known permanent magnet material, for example, a sintered magnet (ferrite magnet, rare earth magnet, etc.), or a resin magnet obtained by binding magnet powder with a resin can be used. It is possible to omit the back yoke, but care must be taken because the leakage magnetic flux increases and the magnetic attraction force tends to decrease.
本発明においては、上記の各部材に次の部材を付加することができる。ベース3の下面に滑り防止部材14を貼付すること、及び/又はステージ7の上面に滑り防止部材15を貼付することができる。これらの滑り防止部材を使用することにより、免震時(振動吸収時)のテーブルの移動の際に、物品の滑り移動や免震装置自体の滑り移動を抑制することができるので、物品の転倒する機会が低減されて、免震効果が増大する。この種滑り防止部材としては、摩擦係数の大きい材料(ゴム)で形成されたシートを使用することができる。具体的には、シリコンゴム、NBR、ウレタンゴムなどが挙げられ、特にシリコンゴムが好適である。
In the present invention, the following members can be added to the above members. The
[組立]
上記の免震装置1は、例えば次の手順で組立てることができる。まず吸引ヨーク13a、13b、13cに各々、両面テープ93a、93b、93cの一方の面を貼付し、両面テープの他方の面をベース3の裏面に貼付することにより、吸引ヨーク13a、13b、13cをベース3に固着するとともに、ベース3の裏面に滑り防止部材14を固着することにより、吸引ヨーク13a、13b、13c及び滑り防止部材14を有するベース3を準備する。両面テープの代わりに接着剤を使用して吸引ヨークをベースに固着してもよい。可動枠8のヨーク保持穴81a、81b、81cに各々、バックヨーク11a、11b、11cを挿入(圧入又は接着)しそこに固定する。可動枠8を反転し、磁石保持穴82a、82b、82cに各々永久磁石12a、12b、12cを挿入しそこに固定する。ここで、各ヨーク保持穴81a、81b、81cのコーナ部には、円弧状の逃げ部811a、811b、811cが形成され、また各磁石保持穴82a、82b、82cのコーナ部にも、円弧状の逃げ部821a、821b、821cが形成されているので、バックヨーク11a、11b、11c及び永久磁石12a、12b、12cが挿入(圧入)されても、これらのエッジ部が欠損するのを防止できる。
[assembly]
Said
上記ベース3のボール受け部32a、32b、32cにボール50a、50b、50cを配置した後、ベース3に可動枠8を戴置し、可動枠8に外カバー4を被せ、ベース3にボルト91a、91b、91cをねじ込むことにより、外カバー4をベース3に固着する。次いで、可動枠8にステージ7を被せてから、ボルト92a、92b、92cを可動枠8にねじ込むことにより、ステージ7と可動枠8とが一体化される。最後にテーブル部71の表面に滑り防止部材15がセットされて免震装置1が組立てが完了する。免震装置1にセットされる物品の底面に滑り防止シートが貼付されている場合などは、滑り防止部材14を省略することができる。
After the
[免震動作]
図9に示すように上記の免震装置1に物品(不図示)をセットした状態で室内に設置すると、地震によりベース3にX2方向の揺れが発生すると、ステージ7は転動部材5を介して移動自在に支持されているので、図10に示すようにステージ7は揺れと反対方向(X1方向)に移動し、もって揺れを緩和する(免震動作)ことができる。地震の揺れが収まると、可動枠8に固着された永久磁石12a、12b、12cは吸引ヨーク13a、13b、13cに磁気的に吸引されるので、可動枠8は元の位置に復帰する。すなわち平面から見て、可動枠8はその中心がベース3の中心と略重なる位置に戻ることができる。
[Seismic isolation]
As shown in FIG. 9, when an article (not shown) is set on the
図9において、地震によりベース3にX1方向の揺れが発生すると、ステージ7は転動部材5を介して移動自在に支持されているので、図11に示すようにステージ7は揺れと反対方向(X2方向)に移動し、もって揺れを緩和する(免震動作)ことができる。地震の揺れが収まると、可動枠8に固着された永久磁石12a、12b、12cは吸引ヨーク13a、13b、13cに磁気的に吸引されるので、可動枠8は元の位置に復帰する。すなわち平面から見て、可動枠8はその中心がベース3の中心と略重なる位置に戻ることができる。
In FIG. 9, when the
ここで、物品の質量と免震装置の重量の合計をM(kg)、バネ定数をK(N/m)とすると、被振動部材(固定部材2及び物品)の共振周波数f(Hz)は、(1)式で表わされる。
Here, when the sum of the mass of the article and the weight of the seismic isolation device is M (kg) and the spring constant is K (N / m), the resonance frequency f (Hz) of the member to be vibrated (the fixed
(1)式から免震効果を高めるためには、共振周波数fを低くすることが必要で、そのためには、質量を大きくすることが必要である。従って前述したように、ステージを重くすることが望ましい。すなわち中心から離れて移動した場合、中心に復帰させようとする力(バネ定数)が小さくなると、共振周波数が下がり、もって免震効果が得られる周波数が広がる。 In order to increase the seismic isolation effect from the equation (1), it is necessary to lower the resonance frequency f, and for that purpose, it is necessary to increase the mass. Therefore, as described above, it is desirable to make the stage heavy. That is, when moving away from the center, if the force (spring constant) for returning to the center is small, the resonance frequency is lowered, and the frequency at which the seismic isolation effect is obtained is widened.
本発明の免震装置1の第2の実施の形態を図12により説明する。図12において、図1と同一機能部分は同一の参照符号で示す。
A second embodiment of the
図12の免震装置は、図1の免震装置と同様に固定部材2と可動部材6と固定部材2に対して可動部材6を水平方向(X軸方向及びY軸方向)に移動可能に支持する転動部材5を有する偏平な円板状のユニットである。固定部材2及び可動部材6は、磁界発生部材10を除いた部分は図1と同様なので、説明を省略する。本実施の形態は、磁界発生部材の構成が図1と異なるので、磁界発生部材の構成を説明する。
The seismic isolation device of FIG. 12 can move the
磁界発生部材10は、円板状のバックヨーク11と、厚さ方向(矢印Z方向)に磁化された円板状の永久磁石12と、円板状の吸引ヨーク13を備えている。バックヨーク11及び永久磁石12は、可動枠8のヨーク保持孔81及び磁石保持孔82に保持されている。吸引ヨーク13は両面テープ93を介してベース3に固定されている。バックヨーク11の面積は、永久磁石12の面積及び吸引ヨーク13の面積より大きく、さらに吸引ヨーク13の面積は永久磁石12の面積よりも大なるように設定されているので、地震などによりステージ71が中心からずれた場合でも、地震が収まった後は、ステージ71は速やかに元の位置に復帰することができる。
The magnetic
[実験例]
上記の免震装置1を加振器(不図示)にセットし、可振時間と加速度との関係を求めた。その場合の可振時間と加速度との関係を図13に示す。図13において、曲線Baはベース3上の加速度を表し、曲線Stはステージ7上の加速度を表す。
[Experimental example]
The above
図13の実験結果は、可動部の重量が約350g、バネ定数が約90N/mとした場合の結果である。 The experimental results in FIG. 13 are the results when the weight of the movable part is about 350 g and the spring constant is about 90 N / m.
曲線Baで示すようにベース3上の最大加速度は204gal(震度5に相当、不安定なものは転倒又は落下)で、瞬間最大加速度は307galに達することがわかる。これに対して、ステージ7上の加速度は曲線Stで示すようにベース3が震度5(90〜250gal)で揺れた場合でも、ステージ7の揺れは大幅に低減され(25gal以下)であり、物品の倒れを防止できることがわかる。
As shown by the curve Ba, the maximum acceleration on the
1:免震装置、
2:固定部材、
3:ベース、
31a、31b、31c、31d、31e、31f:めねじ、32a、32b、32c:ボール受け部、34a、34b、34c:ヨーク保持孔、341a、341b、341c:逃げ部、
4:外カバー、
41:フランジ部、411a、411b、411c、411d、411e、411f:キリ穴、
42:円筒部、421a、421b、421c、421d、421e、421f:凹部、
5:転動部材、50a、50b、50c:ボール
6:可動部材、
7:ステージ、71:テーブル部、72:スペーサ部、73:キリ穴
8:可動枠、
81、81a、81b、81c:ヨーク保持孔、811a、811b、811c:逃げ部、
82、82a、82b、82c:磁石保持孔、821a、821b、821c:逃げ部、
83:センター孔、84:センター凹部、85a、85b、85c:めねじ部、86a、86b、86c:ボール受け部、
91a、91b、91c、92a、92b、92c:ボルト、
93、93a、93b、93c:両面テープ、
10、10a、10b、10c:磁界発生部材、
11、11a、11b、11c:バックヨーク、
12、12a、12b、12c:永久磁石、
13、13a、13b、13c:吸引ヨーク、
14、15:滑り防止部材
1: Seismic isolation device,
2: fixing member,
3: Base,
31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f: female screw, 32a, 32b, 32c: ball receiving portion, 34a, 34b, 34c: yoke holding hole, 341a, 341b, 341c: escape portion,
4: Outer cover
41: flange part, 411a, 411b, 411c, 411d, 411e, 411f: drill hole,
42: cylindrical part, 421a, 421b, 421c, 421d, 421e, 421f: concave part,
5: Rolling member, 50a, 50b, 50c: Ball 6: Movable member,
7: stage, 71: table portion, 72: spacer portion, 73: drill hole 8: movable frame,
81, 81a, 81b, 81c: Yoke holding hole, 811a, 811b, 811c: relief part,
82, 82a, 82b, 82c: magnet holding hole, 821a, 821b, 821c: escape portion,
83: Center hole, 84: Center recess, 85a, 85b, 85c: Female thread portion, 86a, 86b, 86c: Ball receiving portion,
91a, 91b, 91c, 92a, 92b, 92c: bolts,
93, 93a, 93b, 93c: double-sided tape,
10, 10a, 10b, 10c: magnetic field generating member,
11, 11a, 11b, 11c: back yoke,
12, 12a, 12b, 12c: permanent magnets,
13, 13a, 13b, 13c: suction yoke,
14, 15: Anti-slip member
Claims (6)
前記固定部材は、前記可動部材が設置されるベースを有し、
前記可動部材は水平方向に移動可能なステージを有し、
前記支持部材は、前記ベースと前記可動部材との間に介装される複数の球体を有し、
前記磁界発生手段は、前記固定部材又は可動部材から前記可動部材又は前記固定部材に向う磁束を発生させる永久磁石と、振動が発生しない状態で前記永久磁石に対向する位置に配置された吸引ヨークを有することを特徴とする免震装置。 A fixed member disposed at a predetermined position; a movable member that moves in a horizontal direction with respect to the fixed member by vibration from outside; and a support member that slidably supports the movable member with respect to the fixed member. In the seismic isolation device having a magnetic field generating means adapted to return the movable member moved in the horizontal direction to the initial position by a magnetic attraction force,
The fixed member has a base on which the movable member is installed,
The movable member has a stage movable in the horizontal direction,
The support member has a plurality of spheres interposed between the base and the movable member,
The magnetic field generating means includes a permanent magnet that generates a magnetic flux from the fixed member or the movable member toward the movable member or the fixed member, and a suction yoke that is disposed at a position facing the permanent magnet in a state where no vibration is generated. A seismic isolation device characterized by having.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012137400A JP2014001797A (en) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Base isolation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2012137400A JP2014001797A (en) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Base isolation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2014001797A true JP2014001797A (en) | 2014-01-09 |
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ID=50035162
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014001797A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018096500A (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 学校法人君が淵学園 | Support device and support system |
| JP2019076031A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 清水建設株式会社 | Cell storage system |
| CN112145620A (en) * | 2020-10-19 | 2020-12-29 | 西南科技大学 | Three-way magnetic force self-adaptive resistance-adjusting composite vibration isolation device |
-
2012
- 2012-06-19 JP JP2012137400A patent/JP2014001797A/en active Pending
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