JP3599534B2

JP3599534B2 - Long base isolation table

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Publication number: JP3599534B2
Application number: JP20793997A
Authority: JP
Inventors: 邦雄宮崎; 豊上野; 一郎池永; 一隆坂井
Original assignee: Kongo Co Ltd
Current assignee: Kongo Co Ltd
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: JPH1151112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震等による外部からの振動を遮断して、美術館、博物館等の展示室あるいは保存室等に設置されている品物の地震による被害を防止することが可能な長尺免震台に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、地震等の外部からの振動に対して保護を必要とする壊れやすい美術品や骨董品あるいは精密機械等の設置物を支持するための各種タイプの免震装置が知られている。
【０００３】
このような免震装置は、例えば、地面または建物の床等の固定側に減衰機構を介して設置物を支持し、固定側から入力される地震等の振動エネルギーを減衰機構における二次元平面内の減衰運動によって吸収する構造を有している。
【０００４】
上記免震装置の減衰機構の例として、地面または建物の床等に設置される固定台、固定台に重合して設けられている第一可動台、および第一可動台に重合して設けられている第二可動台とから主に構成されており、固定台の上面と第一可動台の下面との間に設けられているスライド移動機構によって、第一可動台は一方向であるＸ方向にスライド移動することができ、また、第一可動台の上面と第二可動台の下面との間に設けられているスライド移動機構によって、第二可動台はＸ方向に対して直交するＹ方向にスライド移動することができるようにしたものがある。
【０００５】
また、第一可動台は第一弾性手段によって固定台に対して中立となる原点位置に復帰するようになっており、また、第二可動台は第二弾性手段によって第一可動台に対して中立となる原点位置に復帰するようになっている。
【０００６】
地震等によって地面または建物の床等の固定側が振動すると、免震装置はこの振動に対して免震作用が働き振動エネルギーを吸収する。具体的に述べると、振動によって第１可動台がＸ方向にスライド移動すると、このスライド移動の振幅を最大として第１可動台は、Ｘ方向において往復運動しながら第１弾性手段の弾性力によって徐々に減衰して原点位置に復帰していく。
【０００７】
一方、第２可動台がＹ方向にスライド移動すると、このスライド移動の振幅を最大として第２可動台は、Ｙ方向において往復運動しながら徐々に第２弾性手段の弾性力によって減衰して原点位置に復帰していく。このように第１可動台および第２可動台の減衰運動によって、振動エネルギーが吸収され、免震装置上に設置されている設置物が振動から保護される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
美術館、博物館等の展示室あるいは保存室等に設置されている設置物が複数ある場合には、その設置物の数に応じて複数の免震装置が使用され、免震装置１台につき一つあるいは複数の設置物が免震装置上に載置される。図２２には、地面または建物の床等の固定側２０に免震装置１０をＸ方向に３つ並べたものを示している。
【０００９】
ここで、地震等によって地面または建物の床等の固定側２０が振動した場合、各免震装置１０の第１可動台は、それぞれ異なって減衰運動する場合がある。例えば、それぞれの免震台１０の第１可動台の移動ストロークが異なっている場合、あるいは、免震装置１０の第１可動台が右側にスライド移動したときに、その免震装置１０の右隣に設置されている免震装置１０の第１可動台が左側にスライド移動する場合などである。
【００１０】
従って、図２２に示すように、複数の免震装置１０を並べた場合には、互いの第１可動台が衝突しないように互いにとなり合う免震装置１０、１０を振幅の２倍の幅以上に離して設けなければならない。
【００１１】
このように異なって第１可動台が減衰運動するのは、各免震装置の第１可動台同士が同期運動可能なように連結されておらず別個にスライドできるようになっており、摩擦抵抗や機構的なズレ等によって、減衰運動にズレが生じてしまうからである。
【００１２】
図２２では、Ｘ方向に免震装置１０を並べたものを示しているが、Ｙ方向に免震装置１０を並べた場合も同様に、互いの第２可動台が衝突しないように互いにとなり合う免震装置１０、１０を振幅の２倍の幅以上離して設けなければならない。
【００１３】
このように、免震装置を複数使用する場合には、互いにとなり合う免震装置を振幅の２倍の幅以上に離して設けなければならないため、免震装置を設置するのに必要な面積が広がってしまい、限られた空間を有効に利用することができないという問題がある。
【００１４】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、基礎固定側に設置されるベース枠に重合して設けられる中枠を長尺にして長手方向に移動可能とし、この中枠に対して上枠を重合して幅方向に移動可能に設けることにより、一定の面積に対して免震装置が占める面積の割合を高め、限られた空間を有効に利用することができる長尺免震装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上枠を平行移動させる平行移動機構を有することにより、上枠の移動を円滑にすることができる長尺免震台を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、基礎固定側に設置されるベース枠と、上記ベース枠に重合して設けられる長尺の中枠と、上記中枠に重合して設けられる上枠と、上記ベース枠に対して平行する面内において上記中枠を長手方向に移動させる第１移動機構と、上記長手方向に対して直交する幅方向へ上記上枠を移動させる第２移動機構と、上記中枠を上記ベース枠に対して中立となる原点位置に復帰させる第１弾性復帰手段と、上記上枠を上記中枠に対して中立となる原点位置に復帰させる第２弾性復帰手段と、上枠を幅方向に平行移動させる平行移動機構と、を有し、平行移動機構は、中枠にその長手方向に伸びて回転自在に支持された軸と、この軸の両端部に取り付けられたピニオンまたは歯車と、これらのピニオンまたは歯車と噛み合わせて上枠に取り付けられたラックまたは歯付きベルトを有し、中枠に対し上枠の長手方向両端部を幅方向に同期させてかつ同じ距離ずつ移動させることを可能にしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、平行移動機構の構成を変えたもので、平行移動機構が、中枠にその長手方向に伸びて回転自在に支持された軸と、この軸の両端部に取り付けられたスプロケットと、これらのスプロケットと噛み合わせて上枠に取り付けられたチェーンを有する構成とすることによって、中枠に対し上枠の長手方向両端部を幅方向に同期させてかつ同じ距離ずつ移動させることを可能にしたものである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、上記上枠が、複数に分割されて長手方向に配列されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、第１移動機構および第２移動機構が、レールとローラによって構成されていることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる長尺免震装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の簡明化を図るために各構成部品を適宜省略することがある。また、構成部品の形状及びその配置位置を説明する際において、一方向であるＸ方向を左右方向としてその向きを左側、右側といい、このＸ方向に直交するＹ方向を前後方向としてその向きをの前側、後側という。
【００２２】
図１には、本発明の長尺免震装置の全体的な構造のうち、長手方向、すなわちＸ方向に関して略半分のみを示し、他は省略して示している。図１において、長尺免震装置１は、２次元３段式免震台とでもいうべきものであり、例えば、美術館、博物館等の展示室あるいは保存室に設置され、壊れやすい美術品や骨董品あるいは精密機械等を載置し、地震等によって建物が振動しても、振動を吸収して上記美術品などの載置物に振動が伝わることを防止し、上記載置物を保護するためのものである。
【００２３】
長尺免震装置１は、地面または建物の床等の基礎固定側に設置されるベース枠１００と、このベース枠１００に重合して設けられる長尺の中枠２００と、この中枠２００に重合して設けられる上枠３００とから主に構成されている。以下、ベース枠１００、中枠２００、上枠３００について詳細に説明する。
【００２４】
上記ベース枠１００は、二つの枠体１０１と複数の補強部材１０２とによって構成されており、図１に示すように、Ｙ方向に平行に伸びた複数の補強部材１０２がＸ方向に平行に伸びた二つの枠体１０１を連結することによって枠組みされている。各補強部材１０２は、例えば、枠体１０１の内側の壁面に溶接等でそれぞれ接合されている。図１には、ベース枠１００のＸ方向の略半分のみを示している。
【００２５】
図１に示すように、ベース枠１００の各枠体１０１上には、長手方向、すなわちＸ方向に平行に伸びたレール１０４が取り付けられている。この各レール１０４上を後述する中枠２００のローラ２０４が転動することにより、中枠２００がＸ方向にスライド移動することができる。この各レール１０４は、中枠２００の各ローラ２０４が転動する最大振幅範囲に取り付けられていればよく、図１に示すように、枠体１０１上においてＸ方向に複数に分割することができる。
【００２６】
上記中枠２００は、二つの枠体２０１と複数のローラ支持部材２０２とによって構成されている。図１に示すように、一定間隔でＹ方向に平行に伸びた複数のローラ支持部材２０２が、Ｘ方向に平行に伸びた二つの枠体２０１を連結することによって枠組みされている。各ローラ支持部材２０２は、例えば、枠体２０１の内側の壁面に溶接等でそれぞれ接合されている。図１には、中枠２００のＸ方向の略半分を示しているため、ローラ支持部材２０２は半分の６個だけ示している。
【００２７】
図１に示すように、中枠２００の各枠体２０１は長尺の溝形の部材を下向きにした形になっていて、その溝内には、複数のローラ２０４が回転自在に軸支されている。この各ローラ２０４は、図８に示すように、軸方向両端側に鍔が形成されており、鍔と鍔との幅が上記レール１０４の幅よりも若干広く形成されているものである。従って、この各ローラ２０４は、上記ベース枠１００のレール１０４上をＸ方向に転動することができ、この各ローラ２０４の転動によって中枠２００がベース枠１００に対して平行する面内においてＸ方向にスライド移動することができる。この各ローラ２０４と上記各レール１０４は、第１移動機構を構成している。
【００２８】
上記各ローラ支持部材２０２は溝形の部材を上向きにしたもので、各ローラ支持部材２０２内には、適宜数（図示の例では６つ）のローラ２０３がＹ方向に直列にそれぞれ回転自在に、一定間隔で取り付けられている。具体的に述べると、６つのローラ２０３は、同じ高さに調整されてローラ支持部材２０２に取り付けられている。上記各ローラ２０３は、図３に示すように、軸方向両端側に鍔を有しており、鍔と鍔との幅が後述するレール３０４の幅よりも若干広く形成されている。また、各ローラ２０３は、後述する上枠３００のレール溝３０３に取り付けられたレール３０４に下方から接するようになっている。従って、各ローラ２０３は、レール３０４に沿ってＹ方向に回転することができ、この各ローラ２０３の回転により、上枠３００が中枠２００に対してＹ方向にスライド移動することができる。
【００２９】
上記上枠３００は、平面視で矩形に枠組みされた枠組み３０１がＸ方向に複数連結されることによって一つの上枠３００が構成され、複数の上枠３００が中枠２００の上に載せられている。この上枠３００上には、化粧板などが貼られ、その上に美術品や骨董品あるいは精密機械等が載置されるようになっている。図２において、「上枠連結部」は上記枠組み３０１相互の連結部を示しており、「ユニット対向部」は上記上枠３００相互が離間して対向している部分を示している。
【００３０】
図１において、上枠３００の下面には、Ｙ方向に平行に伸びた複数のレール溝３０３が形成されている。各レール溝３０３は、上記中枠２００の各ローラ支持部材２０２の上に位置して形成されている。各レール溝３０３には、後述するＹ方向に平行に伸びたレール３０４が取り付けられている。従って、各ローラ支持部材２０２の各ローラ２０３がレール３０４に沿って回転することができ、この各ローラ２０３の回転によって上枠３００がＹ方向にスライド移動することができる。つまり、中枠２００に対して上枠３００が相対移動することができる。この各ローラ２０３と各レール３０４は、第２移動機構を構成している。なお、上枠３００は、Ｘ方向の長さが上記中枠２００の長さの整数分の一となっていて、上記中枠２００上には複数の上枠３００がＸ方向に平行に並んだ状態で配置されている。
【００３１】
図１に示すように、中枠２００のローラ支持部材２０２のＹ方向の中心部には、Ｘ方向に貫通孔２０６が形成されている。具体的に説明すると、１つの上枠３００に対応する６つのローラ支持部材２０２のうち、両端のローラ支持部材２０２以外の４つのローラ支持部材２０２に貫通孔２０６がそれぞれ形成されている。図１では、中央の２つのローラ支持部材２０２の貫通孔２０６の描写は省略している。
【００３２】
上記貫通孔２０６を貫通して軸２０５ａが回転自在に支持されている。軸２０５ａは、Ｘ方向に伸びていて、軸２０５ａの両端にはピニオン２０５ｂが取り付けられている。軸２０５ａは図４などに示す軸受２０５ｃ、２０５ｃによって回転自在に支持されていて、軸２０５ａとともにピニオン２０５ｂも回転する。この各ピニオン２０５ｂは、上枠３００に取り付けられているＹ方向に平行に伸びた各ラック３０５に噛み合って転動することができるものであり、具体的な説明は後述する。上記ピニオン２０５ｂ、上記軸２０５ａおよび後述するラック３０５は、平行移動機構２０５を構成している。
【００３３】
以上説明してきた構成に加えて、中枠２００をベース枠１００に対して中立となる原点位置に復帰させる第１復帰手段、上枠３００を中枠２００に対して中立となる原点位置に復帰させる第２復帰手段、その他様々な部材が付加されている。
【００３４】
図１に示すように、中枠２００の各ローラ支持部材２０２の位置のＸ方向の線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆに沿う断面、およびＹ方向の線Ａ’−Ａ’、Ｂ’−Ｂ’、Ｃ’−Ｃ’、Ｄ’−Ｄ’、Ｅ’−Ｅ’、Ｆ’−Ｆ’に沿う断面でもって前記実施例にかかる長尺免震装置１の実施の形態の構成をさらに詳細に説明する。
【００３５】
図３は、図１で示すＸ方向の線Ａ−Ａに沿う断面を示し、上枠３００のＸ方向の右側付近を示している。図８は、図１で示すＹ方向の線Ａ’−Ａ’に沿う断面を示している。図３に示すように、ベース枠１００の各枠体１０１の下面には、複数のアジャスタ１０３が取り付けられている。この各アジャスタ１０３は、床等の基礎固定側に対してのベース枠１００の高さ調整およびベース枠１００の水平度の調整を行うためのものである。
【００３６】
Ｘ方向の右側には、カバー１０５が取り付けられている。このカバー１０５は、外観を良くするために取り付けらるものであり、Ｙ方向に平行に伸びて、長尺免震装置１のＹ方向の幅全体を覆うように取り付けられるものである。図１５には、拡大したカバー１０５を示している。図３及び図１５に示すように、ベース枠１００の各枠体１０１には、板状のマグネット１０５ｂが取り付けられた段付き平板１０５ａがねじ１０５ｄによって取り付けられている。この段付き平板１０５ａに面対向するようにカバー部材１０５ｃが設けられている。
【００３７】
上記カバー部材１０５ｃの材質は磁性体であり、図示するように、上記マグネット１０５ｂの磁力によってマグネット１０５ｂに吸着することにより、カバー部材１０５ｃが平板１０５ａに面対向して配置されている。カバー部材１０５ｃの下部にはねじ１０５ｅが取り付けられており、このねじ１０５ｅによってカバー部材１０５ｃの高さが調整される。
【００３８】
カバー部材１０５ｃは、地震等によって基礎固定側が振動によって中枠２００および上枠３００がスライド移動すると、上枠３００の枠組み３０１が衝突する位置に取り付けられている。カバー部材１０５ｃに上枠３００の枠組み３０１が衝突すると、カバー部材１０５ｃがマグネット１０５ｂから離間して、カバー部材１０５ｃが図１５の破線で示すように倒れるようになっている。上述のように、カバー１０５は外観を良くするために取り付けられたものであるため、地震等の振動で上枠３００の枠組み３０１がカバー部材１０５ｃに衝突してカバー部材１０５ｃが倒れた場合には、再度、カバー部材１０５ｃをマグネット１０５ｂに吸着させてカバー部材１０５ｃを配置すればよい。
【００３９】
図３に示すように、上枠３００の枠組み３０１上には、合板などからなる化粧板３０６が取り付けられている。この化粧板３０６上に、美術品や骨董品あるいは精密機械等の設置物（図示せず）が載置される。図示していないが、上記化粧板３０６上にクッション性のよいものや布などを敷いて、この上に設置物を載置することもできる。
【００４０】
上枠３００の枠組み３０１の下面には、Ｙ方向に平行に伸びたレール溝３０３が複数形成されていて、各レール溝３０３には、Ｙ方向に平行に伸びたレール３０４が下方からねじ３０４ａ、３０４ａによって取り付けられている。図３には、その一つのレール溝３０３を示している。図３に示すように、このレール３０４の下面は、中枠２００の各ローラ支持部材２０２の各ローラ２０３の上に載っている。従って、各ローラ支持部材２０２の各ローラ２０３が回転することによって、上枠３００が中枠２００に対してＹ方向に相対移動することができる。
【００４１】
図８に示すように、各ローラ支持部材２０２で支持された６つのローラ２０３のうち両端に配置されたローラ２０３、２０３（図８において左右両側）の軸は一定の高さに位置不動に取り付けられている。すなわち、両端に配置されたローラ２０３、２０３の高さは一定になっている。一方、残りの４つのローラ２０３、２０３の軸は、高さ調整ができるようになっている。
【００４２】
上記高さ調整のための機構を具体的に述べると、Ｙ方向から見た断面がＵ字状の筺体２０７（図８などを参照）に長穴２０７ａが形成され、この長穴２０７ａにローラ２０３の軸が取り付けられている。筺体２０７の下面にはアジャスタ用のねじ２０８が取り付けられ、このねじ２０８を回すことによって、筺体２０５の高さを調整することができる。このようにして、筺体２０７に取り付けられた４つのローラ２０３の高さを調整することができる。これら４つのローラ２０３は、上記両端に配置されたローラ２０３、２０３の高さと同じ高さに調整される。このように高さ調整された各ローラ２０３は、上枠３００のレール溝３０３の下面に取り付けられたレール３０４に下方から接すようになっている。図３に示すローラ２０３は、図８において左右両側に配置されたものの一方である。
【００４３】
図３に示すように、上記ローラ支持部材２０２の横断面はＵ字状に形成されていて、上部にフランジ２０２ａが形成されている。また、上枠３００の枠組み３０１の下面に形成されたレール溝３０３の近傍には、位置規制部材３０７がねじ３０７ａ、３０７ａで取り付けられている。この位置規制部材３０７の上面は、上記ローラ支持部材２０２のフランジ２０２ａの下面と若干の間隔を置いて対向している。従って、上枠３００が振動によって上方へ浮上するのを防止することができる。
【００４４】
図８に示すように、Ｙ方向の右側には、仮止め部材４００がベース枠１００、中枠２００、上枠３００にそれぞれねじ４００ａによって一体に取り付けられている。このように仮止め部材４００でもって、ベース枠１００、中枠２００、上枠３００を一体的に固定することにより、これらベース枠１００、中枠２００、上枠３００の相対移動を規制し、長尺免震装置１の搬送を用意にすることができる。この仮止め部材４００は、長尺免震装置１を任意の設置場所に載置したら、各ねじ４００ａを緩めて仮止め部材４００を取り外し、ベース枠１００、中枠２００、上枠３００の一体的な固定を解除する。この仮止め部材４００は、パイプ状のもの、平板状のもの等どのようなものでもよく、要は、ベース枠１００、中枠２００、上枠３００をねじ等によって一体的に固定することができるものであればよい。
【００４５】
Ｙ方向の左側には、カバー１０５’が取り付けられている。このカバー１０５’は、図３のＸ方向の右側に取り付けられたカバー１０５と同様なもので、外観を良くするために取り付けられるものであり、より具体的には、Ｘ方向に平行に伸びて、長尺免震装置１のＸ方向の前面全体を覆うように取り付けられるたものである。上記カバー１０５’のカバー部材１０５’ｃも、地震等によって基礎固定側が振動によって中枠２００および上枠３００がスライド移動して上枠３００の枠組み３０１が衝突すると、カバー部材１０５ｃがマグネット１０５’ｂから離間して、破線で示すように倒れるようになっている。
【００４６】
このように、図８において、Ｙ方向の右側には、仮止め部材４００が取り付けられ、一方、Ｙ方向の左側には、長尺免震装置１のＸ方向の幅全体を覆うようにカバー１０５’が取り付けられている。つまり、図１では、Ｙ方向の前側に、長尺免震装置１のＸ方向の幅全体を覆うようにカバー１０５’が取り付けられ、Ｙ方向の後ろ側に仮止め部材４００が取り付けられていることになる。従って、観賞者が、図１に示す矢印αから上枠３００上に載置された設置物を観賞した場合、長尺免震装置１のＸ方向の幅全体がカバー１０５’によって覆われているため、長尺免震装置１の構造が観賞者に見られることはない。
【００４７】
また、図３に示すように、Ｘ方向の右側には、長尺免震装置１のＹ方向の幅全体を覆うようにカバー１０５が取り付けられている。また、図示してはいないが、Ｘ方向の左側にも長尺免震装置１のＹ方向の幅全体を覆うようにカバー１０５が取り付けられている。
【００４８】
つまり、Ｙ方向の前側にカバー１０５’が取り付けられ、Ｘ方向の両側にカバー１０５がそれぞれ取り付けられ、Ｙ方向の後側に仮止め部材４００が取り付けられていることになる。従って、観賞者が、図１に示す矢印α、矢印βおよび矢印γから上枠３００上に載置された設置物を観賞した場合、長尺免震装置１のＸ方向の幅全体がカバー１０５’によって覆われているため、長尺免震装置１の構造が観賞者に見られることはない。また、長尺免震装置１のあらゆる方向から観賞者が設置物を観賞する場合は、Ｙ方向の後側に取り付けられた仮止め部材４００を取り外した後、カバー１０５’をＹ方向の後側に取り付ければよい。取付方法は、Ｙ方向の前側にカバー１０５’を取り付けた場合と同様にすることができる。
【００４９】
図４は、図１で示すＸ方向の線Ｂ−Ｂに沿う断面を示し、図９は、図１で示すＹ方向の線Ｂ’−Ｂ’に沿う断面を示している。以下、図３及び図８と同じ構成については説明を省略する。
【００５０】
図９に示すように、ローラ支持部材２０２のＹ方向の中心部には、Ｘ方向に平行に前記貫通孔２０６が形成されている（図１参照）。また、図４及び図１３（ａ）（ｂ）に示すように、ローラ支持部材２０２のＸ方向の両端には、軸受２０５ｃ、２０５ｃの中心が上記貫通孔２０６の中心に合うように、軸受２０５ｃ、２０５ｃがそれぞれ取り付けられている。この貫通孔２０６および軸受２０５ｃ、２０５ｃには、平行移動機構のピニオン２０５ｂの軸２０５ａが貫通しており、軸受２０５ｃ、２０５ｃによって軸２０５ａが回転自在に支持されている。ピニオン２０５ｂは、Ｘ方向に平行に伸びた上記軸２０５ａの両端に取り付けられているが、図４、図９及び図１３（ａ）（ｂ）には、上記軸２０５ａの右端側に取り付けられたピニオン２０５ｂを示している。
【００５１】
図４及び図１３（ａ）に示すように、上枠３００の枠組み３０１の下面に形成されたレール溝３０３には、レール３０４が取り付けられていると共に、Ｙ方向に平行に伸びたラック３０５が下方からねじ３０５ａ、３０５ａによってレール３０４の右側に取り付けられている。図４に示すレール溝３０３は、二つの連結された枠組み３０１の下面に形成されている。このラック３０５には、上記ピニオン２０５ｂが下方から噛み合うようになっている。従って、ラック３０５に沿ってピニオン２０５ｂが回転することができる。ラック３０５、ピニオン２０５ｂおよび軸２０５ａは平行移動機構２０５を構成している。この平行移動機構２０５は、上枠３００をＹ方向に円滑に平行移動させるためのものである。
【００５２】
図５は、図１で示すＸ方向の線Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄに沿う断面を示し、図１０は、図１で示すＹ方向の線Ｃ’−Ｃ’およびＤ’−Ｄ’に沿う断面を示している。図５に示すように、レール溝３０３は、二つの連結された枠組み３０１の下面に形成されており、このレール溝３０３にＹ方向に平行に伸びたレール３０４が下方からねじ３０４ａ、３０４ａによって取り付けられている。このレール３０４には、中枠２００の各ローラ支持部材２０２の各ローラ２０３が下方から接するようになっている。従って、各ローラ支持部材２０２の各ローラ２０３が上記レール３０４に沿ってＹ方向に転動することができ、上枠３００が中枠２００に対してＹ方向に相対移動することができる。
【００５３】
図６は、図１で示すＸ方向の線Ｅ−Ｅに沿う断面を示し、図１１は、図１で示すＹ方向の線Ｅ’−Ｅ’に沿う断面を示している。図６および図１４（ａ）（ｂ）に示すように、ローラ支持部材２０２のＸ方向の両端には、軸受２０５ｃ、２０５ｃの中心が上記貫通孔２０６の中心に合うように、軸受２０５ｃ、２０５ｃがそれぞれ取り付けられている。この貫通孔２０６および軸受２０５ｃ、２０５ｃには、平行移動機構２０５のピニオン２０５ｂの軸２０５ａが貫通しており、軸受２０５ｃ、２０５ｃによって軸２０５ａが回転自在に支持されている。ピニオン２０５ｂは、Ｘ方向に平行に伸びた上記軸２０５ａの両端に取り付けられているが、図６、図１１及び図１４（ａ）（ｂ）には、上記軸２０５ａの左端側に取り付けられたピニオン２０５ｂを示している。
【００５４】
図６及び図１４（ａ）に示すように、上枠３００の枠組み３０１の下面に形成されたレール溝３０３には、レール３０４が取り付けられていると共に、Ｙ方向に平行に伸びたラック３０５が下方からねじ３０５ａ、３０５ａによってレール３０４の左側に取り付けられている。図６に示すレール溝３０３は、二つの連結された枠組み３０１の下面に形成されている。このラック３０５には、上記ピニオン２０５ｂが下方から噛み合うようになっている。従って、ラック３０５に沿ってピニオン２０５ｂが回転することができる。
【００５５】
図７は、図１で示すＸ方向の線Ｆ−Ｆに沿う断面を示し、上枠３００のＸ方向の左側付近を示している。図１２は、図１で示すＹ方向の線Ｆ’−Ｆ’に沿う断面を示し、図８に示した構成と同じ構成を示している。上述のように、図１に示す長尺免震装置１は、中枠２００上に二つの上枠３００がＸ方向に平行に並んだ状態で配置されており、図７に示すように、Ｘ方向の右側に位置する上枠３００と、Ｘ方向の左側に位置する上枠３００とのＸ方向の間隙は略２ｍｍとなっている。
【００５６】
次に、図２に示すように、中枠２００をベース枠１００に対して中立となる原点位置に復帰させる第１復帰手段７００と、上枠３００を中枠２００に対して中立となる原点位置に復帰させる第２復帰手段８００について説明する。なお、第１復帰手段７００および第２復帰手段８００の構成・動作をわかりやすくするために、図１８に示す簡略斜視図を使用して説明する。
【００５７】
図２及び図１８に示すように、第１復帰手段７００は、その両端がＸ方向に変位可能に係止された第１引張ばね７０１と、この第１引張ばね７０１をＸ方向に変位可能に係止する第１係止手段とから構成されている。第２復帰手段８００は、その両端がＹ方向に変位可能に係止された一対の第２引張ばね８０１、８０１と、この各第２引張ばね８０１、８０１をＹ方向に変位可能に係止する第２係止手段とから構成されている。
【００５８】
第１係止手段は、第１引張ばね７０１の両端をそれぞれ係止する変位可能な一対の第１ばねかけ部材７０２、７０２と、ベース枠１００上に設けられ上記一対の第１ばねかけ部材７０２、７０２をそれぞれ移動可能に支持するための、溝７０３ｃがそれぞれ形成された一対の第１ばね受け下７０３ａ、７０３ｂと、ベース枠１００上に対向した中枠２００の下面に設けられ、上記一対の第１ばねかけ部材７０２、７０２をそれぞれ移動可能に支持するための、溝７０４ｃがそれぞれ形成された一対の第１ばね受け上７０４ａ、７０４ｂとから構成されている。
【００５９】
第２係止手段は、第２引張ばね８０１の両端をそれぞれ係止する変位可能な一対の第２ばねかけ部材８０２、８０２と、中枠２００上に設けられ上記一対の第２ばねかけ部材８０２、８０２をそれぞれ移動可能に支持するための、溝８０３ｃがそれぞれ形成された一対の第２ばね受け下８０３ａ、８０３ｂと、中枠２００上に対向した上枠３００の下面に設けられ、上記一対の第２ばねかけ部材８０２、８０２をそれぞれ移動可能に支持するための、溝８０４ｃがそれぞれ形成された一対の第２ばね受け上８０４ａ、８０４ｂとから構成されている。
【００６０】
図２に示すように、第１引張ばね７０１は、第１引張ばね７０１が上記第１係止手段を介してベース枠１００と中枠２００との間に取り付けられているときに、第１引張ばね７０１の自由長さが上記第１係止手段間の取付寸法Ｗ１よりも少なくとも短く設定されている。また、第２引張ばね８０１、８０１は、第２引張ばね８０１が上記第２係止手段を介して中枠２００と上枠３００との間に取り付けられているときに、第２引張ばね８０１の自由長さが上記第２係止手段間の取付寸法Ｗ２よりも少なくとも短く設定されている。
【００６１】
つまり、第１引張ばね７０１および第２引張ばね８０１、８０１は、中枠２００と上枠３００とがベース枠１００に対して完全に重合している状態で、初期張力を付与されており、上記各引張ばねの張力に抗して張った状態で取り付けられている。
【００６２】
図１７に示すように、第１ばねかけ部材７０２および第２ばねかけ部材８０２は、長尺状の平鋼でできていて、同一形状・寸法に形成されている。第１ばねかけ部材７０２および第２ばねかけ部材８０２には、上記各溝７０３ｃ、７０４ｃ、８０３ｃ、８０４ｃに係合するための切欠ａがその長さ方向の中心に対して左右対称の位置に一対形成されている。また、第１ばねかけ部材７０２および第２ばねかけ部材８０２には、その長さ方向の中心位置に第１引張ばね７０１および第２引張ばね８０１の両端に形成されているフック部を引っかける係止孔ｂが形成されている。
【００６３】
図１６に示すように、第１ばね受け下７０３ａ、７０３ｂ、第１ばね受け上７０４ａ、７０４ｂ、第２ばね受け下８０３ａ、８０３ｂ、および第２ばね受け上８０４ａ、８０４ｂは、機械構造用鋼製で、かつ、各部分が同一の寸法形状でできている。第１ばね受け下７０３ａ、７０３ｂ、第１ばね受け上７０４ａ、７０４ｂ、第２ばね受け下８０３ａ、８０３ｂ、および第２ばね受け上８０４ａ、８０４ｂにおける各溝７０３ｃ、７０４ｃ、８０３ｃ、８０４ｃの開口部には、第１ばねかけ部材７０２および第２ばねかけ部材８０２に形成されている切欠ａを余裕を持って嵌入させるための大きな面取りｃが施されている。
【００６４】
図１６および図１８に示すように、第１ばね受け下７０３ａ、７０３ｂおよび第１ばね受け上７０４ａ、７０４ｂは、各溝７０３ｃ、７０４ｃの開口側がＸ方向における原点位置Ｎｐに対して背を向けた位置状態でベース枠１００の上面、中枠２００の下面に溶接等で一体的にそれぞれ取り付けられている。同様に、第２ばね受け下８０３ａ、８０３ｂおよび第２ばね受け上８０４ａ、８０４ｂは、各溝８０３ｃ、８０４ｃの開口側がＹ方向における原点位置Ｎｐに対して背を向けた位置状態で中枠２００の上面、上枠３００の下面に溶接等で一体的にそれぞれ取り付けられている。
【００６５】
次に、上記実施の形態にかかる長尺免震装置１の動作について説明する。まず、地震等の振動エネルギーが長尺免震装置１に入力されない通常時には、中枠２００と複数の上枠３００とが、ベース枠１００に対して完全に重合した状態で原点位置Ｎｐに安定的に保持される。
【００６６】
一方、地震等が起きて一定レベルを超える２次元平面振動エネルギーがベース枠１００から入力されたときには、中枠２００と上枠３００、３００が、２次元平面振動の方向に対してＸ方向およびＹ方向のそれぞれに往復減衰運動を開始する。
【００６７】
そして上記２次元平面入力振動エネルギー成分のうちのＸ方向成分は、第１移動機構のＸ方向における往復減衰運動により吸収されつつ、第１引張ばね７０１の張力による後述する原点復帰動作によって原点位置Ｎｐへ復帰されると共に、上記２次元平面入力振動エネルギー成分のうちのＹ方向成分は、第２移動機構のＹ方向における往復減衰運動により吸収されつつ、一対の第２引張ばね８０１、８０１の張力による後述する原点復帰動作によって原点位置Ｎｐへ復帰される。
【００６８】
このようにして全振動エネルギーの吸収が円滑かつ確実に行われる。また、上記原点復帰動作中において、２次元平面入力振動エネルギー成分のうちのＸ方向成分およびＹ方向成分の一部は、第１引張ばね７０１や第２引張ばね８０１、８０１の上記原点復帰動作中にも吸収される。
【００６９】
ここで、第１引張ばね７０１および第２引張ばね８０１の原点復帰動作について詳述する。動作説明の簡明化を図るため、図１８に示すように、第１引張ばね７０１および第２引張ばね８０１がそれぞれ１本である場合であって、図１９ないし図２１に示すようにベース枠１００がＸ方向に移動する場合をモデル化して説明する。また、中枠２００のＸ方向における幅も、動作説明の簡明化を図るためにベース枠１００のＸ方向における幅と同じにしている。
【００７０】
尚、図示の便宜上、左右両側の第１ばね受け下７０３ａ、７０３ｂのベース枠１００に対する取付位置が、左右両側の第１ばね受け上７０４ａ、７０４ｂ（図中ハッチングを施して示す）の中枠２００（図中ハッチングを施して示す）に対する取付位置よりも内側になるように示されているが、これはあくまでもモデル図示上の形式的な都合からのものであり、内側に位置していても外側に位置しても互いに干渉することなく、かつ、ベース枠１００及び中枠２００のＸ方向と平行な中心線（図示せず）に対してそれぞれ対称的な位置に配設されていればよい。この関係は、第２ばね受け下８０３ａ、８０３ｂと第２ばね受け上８０４ａ、８０４ｂとでも同様である。
【００７１】
図１８及び図１９に示す状態は、中枠２００と上枠３００とが、ベース枠１００に対して原点位置Ｎｐを占めていて、第１引張ばね７０１のばね力（張力）によってバランスを保持している様子を示している。このとき、左側の第１ばねかけ部材７０２の切欠ａが、ベース枠１００における左側の第１ばね受け下７０３ａの各溝７０３ｃと中枠２００における左側の第１ばね受け上７０４ａの各溝７０４ｃとにそれぞれ係合しており、また、右側の第１ばねかけ部材７０２の切欠ａが、ベース枠１００における右側の第１ばね受け下７０３ｂの各溝７０３ｃと中枠２００における右側の第１ばね受け上７０４ｂの各溝７０４ｃとにそれぞれ係合していて、第１引張ばね７０１が初期張力を付与されていることにより、第１引張ばね７０１の自重による撓みが除去され、常にある程度の張力で張った状態にある。
【００７２】
この状態から、今、地震等の平面振動によって、図２０に示すように、ベース枠１００がＸ方向の右側に揺れて中枠２００に対して移動量Ｘａだけ右側に移動した場合（中枠２００がベース枠１００に対してＸ方向の左側へ移動量Ｘａだけ相対的に移動した場合でもある。）、左側の第１ばねかけ部材７０２がベース枠１００における左側の第１ばね受け下７０３ａから外れると共に、左側の第１ばねかけ部材７０２が中枠２００における左側の第１ばね受け上７０４ａのみに係合され係止される。これと同時に、右側の第１ばねかけ部材７０２が中枠２００における右側の第１ばね受け上７０４ｂから外れると共に、右側の第１ばねかけ部材７０２がベース枠１００における右側の第１ばね受け下７０３ｂのみに係合され係止される。
【００７３】
これにより、第１引張ばね７０１が移動量Ｘａ分だけ伸びることによって増加した張力が中枠２００に対して作用することとなって、中枠２００が右側に引っ張られて原点位置Ｎｐに復帰しようとする。
【００７４】
上記の動作と反対に、図２１に示すように、ベース枠１００がＸ方向の左側に揺れて中枠２００に対して移動量Ｘｂだけ左側に移動した場合（中枠２００がベース枠１００に対して右方向へ移動量Ｘｂだけ相対的に移動した場合でもある。）、左側の第１ばねかけ部材７０２が中枠２００における左側の第１ばね受け上７０４ａから外れると共に、左側の第１ばねかけ部材７０２がベース枠１００における左側の第１ばね受け下７０３ａのみに係合される。これと同時に、右側の第１ばねかけ部材７０２がベース枠１００における右側の第１ばね受け下７０３ｂから外れると共に、右側の第１ばねかけ部材７０２が中枠２００における右側の第１ばね受け上７０４ｂのみに係合される。
【００７５】
これにより、第１引張ばね７０１が移動量Ｘｂ分だけ伸びることによって増加した張力が中枠２００に対して作用することとなって、中枠２００が左側に引っ張られて原点位置Ｎｐに復帰しようとする。
【００７６】
このように、中枠２００がベース枠１００に対して左右方向へ相対的に移動したとき、長尺の中枠２００上に重合して設けられている複数の上枠３００も、中枠２００と一体に移動するため、Ｘ方向において、複数の上枠３００同士が衝突することはない。従って、従来のように振幅の２倍以上に離して設けなくてもよいため、Ｘ方向における上枠３００同士の間隔を最小限にすることができ、免震装置の設置面積が嵩ばることなく、設置面積を最大に広くすることができる。
【００７７】
ベース枠１００が、上枠３００に対してＹ方向の前後方向に揺れて移動した場合、すなわち上枠３００がベース枠１００に対して前後方向へ相対的に移動した場合についても、その動作方向が変わるのみで上記と同様の作用を生じることは自明である。しかし、上述のように、長尺の中枠２００上に複数の上枠３００がＸ方向に配列して設けられており、各上枠３００は、必ずしも同期的にＹ方向に振動するとは限らない。これは、摩擦抵抗や機構的なズレ等によって、各上枠３００の減衰運動にズレが生じてしまうからである。
【００７８】
また、図示の実施の形態にかかる長尺免震装置１は、軸２０５ａ、ピニオン２０５ｂおよびラック３０５で構成された、上枠３００をＹ方向に平行移動させる平行移動機構２０５を有しているため、上枠３００をＹ方向に円滑に平行移動させることができる。図示の例のように、中枠２００が長尺状に形成され、Ｘ方向の長さがＹ方向の長さに対して数倍の長さになっている場合、地震エネルギーのＹ方向成分が加わって中枠２００と上枠３００とがＹ方向に相対移動しようとするとき、上枠３００のＸ方向一端部と他端部とでは移動距離が異なり、上枠３００が斜めになって移動しようとしてきしみ、抵抗が大きくなって免震効果が損なわれる可能性がある。しかし、図示の実施の形態によれば、中枠２００によって回転自在に支持したＸ方向に長い軸２０５ａの両端にピニオン２０５ｂを一体に設け、これらのピニオン２０５ｂを、上枠３００に取り付けたＹ方向のラック３０５に噛み合わせて平行移動機構２０５を設けたため、中枠２００と上枠３００は、Ｘ方向両端部がＹ方向に同期してかつ同じ距離ずつ相対移動することとなって、結果的には小さな抵抗で平行移動することになり、Ｙ方向の免震効果が損なわれることはない。
【００７９】
また、上記平行移動機構２０５を有していて、上枠３００をＹ方向に平行移動させることができるため、地震のＸ方向成分はベース枠１００と中枠２００とのＸ方向への相対移動によって免震効果を得るようにしたことと相俟って、上枠３００をＸ方向に複数に分割しても、分割された上枠３００は、Ｙ方向に平行移動するものであるから、上枠３００相互間を近接して配置しても上枠３００相互が衝突することはないということであり、よって、限られたスペースを有効に利用しながら免震効果を得ることができる利点がある。また、隣り合う上枠３００の相対向する上縁部を高くすることにより、隣り合う上枠３００の両方にまたがって載置物が載置されるのを防止することができる。
【００８０】
図示の実施の形態では、平行移動機構２０５の軸２０５ａおよびピニオン２０５ｂが中枠２００側に、ラック３０５が上枠３００側に設けられているが、軸２０５ａとピニオン２０５ｂを上枠３００側に、ラック３０５を中枠２００側に設けてもよい。また、図示の例では、平行移動機構２０５は、軸２０５ａ、ピニオン２０５ｂおよびラック３０５で構成されているが、軸２０５ａ、ピニオン２０５ｂおよびラック３０５に代えて、歯付きベルトと歯車で構成することもできる。あるいは、スプロケットとチェーンで構成することもできる。要は、上枠３００をＹ方向に円滑に平行移動することができるものであればよい。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、基礎固定側に設置されるベース枠と、上記ベース枠に重合して設けられる長尺の中枠と、上記中枠に重合して設けられる上枠と、上記ベース枠に対して平行する面内において上記中枠を長手方向に移動させる第１移動機構と、上記長手方向に対して直交する幅方向へ上記上枠を移動させる第２移動機構と、上記中枠を上記ベース枠に対して中立となる原点位置に復帰させる第１弾性復帰手段と、上記上枠を上記中枠に対して中立となる原点位置に復帰させる第２弾性復帰手段とを有しているため、中枠がスライド移動する長手方向に上枠を分割したとしても、上枠は中枠に対して長手方向に直交する方向に相対移動し、長手方向には中枠とともに移動することになり、上枠同士の間隔を近接させることができ、もって、免震装置の設置面積が嵩ばることなく、限られた空間を効率よく利用しつつ免震効果をもたせることができる。
また、上枠を幅方向に平行移動させる平行移動機構を有し、この平行移動機構は、中枠にその長手方向に伸びて回転自在に支持された軸と、この軸の両端部に取り付けられたピニオンまたは歯車と、これらのピニオンまたは歯車と噛み合わせて上枠に取り付けられたラックまたは歯付きベルトを有し、中枠に対し上枠の長手方向両端部を幅方向に同期させてかつ同じ距離ずつ移動させることを可能にしているので、小さな抵抗で平行移動し、幅方向の免震効果が損なわれることはない。
また、上枠を長手方向に分割したとしても、互いに近接して配置することができ、限られた空間を効率よく利用して免震効果を得ることができる。
【００８２】
請求項２記載の発明も、上枠を幅方向に平行移動させる平行移動機構を有しているため、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。すなわち、上枠を上記幅方向に円滑に平行移動させることができ、上枠を長尺状に形成しても高い免震効果を得ることができる。また、上記長手方向への免震効果をベース枠と中枠との相対移動によって得ることと相俟って、上枠を長手方向に分割したとしても、互いに近接して配置することができ、限られた空間を効率よく利用して免震効果を得ることができる。
【００８３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明において、上記上枠は、複数に分割されて長手方向に配列されているため、各上枠は個々に上記幅方向に移動して免震効果を得ることができる。また、中枠がスライド移動する長手方向における上枠同士の間隔を近接させることができ、もって、免震装置の設置面積が嵩ばることなく、限られた空間を効率よく利用しながら免震効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる長尺免震装置の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の長尺免震装置に適用可能な復帰手段の配置例を示す平面図である。
【図３】上記実施の形態の長手方向の一部を示す横断面図である。
【図４】上記実施の形態の長手方向の別の一部を示す横断面図である。
【図５】上記実施の形態の長手方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図６】上記実施の形態の長手方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図７】上記実施の形態の長手方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図８】上記実施の形態の長手方向と直交する方向の別の一部を示す横断面図である。
【図９】上記実施の形態の長手方向と直交する方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図１０】上記実施の形態の長手方向と直交する方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図１１】上記実施の形態の長手方向と直交する方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図１２】上記実施の形態の長手方向と直交する方向のさらに別の一部を示す横断面図である。
【図１３】本発明の長尺免震装置に適用可能な平行移動機構の例を示す（ａ）は右側面図、（ｂ）は一部分の正面図である。
【図１４】上記平行移動機構の別の部分を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。
【図１５】本発明の長尺免震装置に適用可能なカバーの例を示す断面図である。
【図１６】本発明の長尺免震装置に適用可能な復帰手段のばね受けの例を示す斜視図である。
【図１７】本発明の長尺免震装置に適用可能な復帰手段の別の例の一部を示す斜視図である。
【図１８】本発明に適用可能な復帰手段の例をモデル的に簡単化して説明するための斜視図である。
【図１９】上記復帰手段の動作を簡単化して説明するための模式的な正面図である。
【図２０】上記復帰手段の動作を簡単化して説明するための別の模式的な正面図である。
【図２１】上記復帰手段の動作を簡単化して説明するためのさらに別の模式的な正面図である。
【図２２】従来の免震装置を一定方向に３つ並べた例を示す平面図である。
【符号の説明】
１長尺免震装置
１００ベース枠
１０１枠体
１０４レール
１０５カバー
２００中枠
２０２ローラ支持部材
２０３ローラ
２０４ローラ
２０５ａ軸
２０５ｂピニオン
２０５平行移動機構
３００上枠
３０１枠組み
３０３レール溝
３０４レール
３０５ラック
４００仮止め部材
７００第１復帰手段
７０１第１引張ばね
７０２第１ばねかけ部材
７０３ａ第１ばね受け下
７０３ｂ第１ばね受け下
７０４ａ第１ばね受け上
７０４ｂ第１ばね受け上
８００第２復帰手段
８０１第２引張ばね
８０２第２ばねかけ部材
８０３ａ第１ばね受け下
８０３ｂ第１ばね受け下
８０４ａ第１ばね受け上
８０４ｂ第１ばね受け上
Ｎｐ原点位置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a long seismic isolation table capable of preventing external vibrations caused by an earthquake or the like and preventing damage to articles installed in an exhibition room or a preservation room of an art museum, a museum or the like due to an earthquake. Things.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of seismic isolation devices have been known for supporting fragile works of art, antiques, or precision instruments that require protection against external vibrations such as earthquakes.
[0003]
Such a seismic isolation device supports, for example, an installation object on a fixed side such as the ground or the floor of a building via a damping mechanism, and transmits vibration energy such as an earthquake input from the fixed side in a two-dimensional plane in the damping mechanism. Has a structure that absorbs due to the damping motion of.
[0004]
As an example of the damping mechanism of the seismic isolation device, a fixed base installed on the ground or the floor of a building, a first movable base provided on the fixed base, and a first movable base provided on the first movable base. The first movable base is constituted by a slide movable mechanism provided between the upper surface of the fixed base and the lower surface of the first movable base. The second movable table can be slid in the Y direction perpendicular to the X direction by a slide moving mechanism provided between the upper surface of the first movable table and the lower surface of the second movable table. There is one that can be slid.
[0005]
Further, the first movable table is adapted to return to the origin position which is neutral with respect to the fixed table by the first elastic means, and the second movable table is moved with respect to the first movable table by the second elastic means. It returns to a neutral origin position.
[0006]
When a fixed side such as the ground or the floor of a building vibrates due to an earthquake or the like, the seismic isolation device acts on the vibration to absorb vibration energy. Specifically, when the first movable base slides in the X direction due to vibration, the amplitude of the sliding movement is maximized, and the first movable base gradually reciprocates in the X direction by the elastic force of the first elastic means. And returns to the origin position.
[0007]
On the other hand, when the second movable base slides in the Y direction, the amplitude of the slide movement is maximized, and the second movable base is gradually attenuated by the elastic force of the second elastic means while reciprocating in the Y direction, and the origin position is reduced. I will return to. Thus, the vibration energy is absorbed by the damping motion of the first movable table and the second movable table, and the installation object installed on the seismic isolation device is protected from the vibration.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When there are multiple installations installed in exhibition rooms or storage rooms of museums, museums, etc., multiple seismic isolation devices are used according to the number of installations, and one or more are installed for each seismic isolation device. Is placed on the seismic isolation device. FIG. 22 shows three seismic isolation devices 10 arranged in the X direction on the fixed side 20 such as the ground or the floor of a building.
[0009]
Here, when the fixed side 20 such as the ground or the floor of a building vibrates due to an earthquake or the like, the first movable base of each seismic isolation device 10 may perform a different damping motion. For example, when the movement stroke of the first movable base of each seismic isolation table 10 is different, or when the first movable base of the seismic isolation apparatus 10 slides to the right, Is the case where the first movable base of the seismic isolation device 10 installed on the left slides to the left.
[0010]
Therefore, as shown in FIG. 22, when a plurality of seismic isolation devices 10 are arranged, the seismic isolation devices 10 and 10 that are adjacent to each other are prevented from colliding with each other by a width equal to or more than twice the amplitude. Must be separated from each other.
[0011]
The reason why the first movable base performs the damping movement differently is that the first movable bases of the respective seismic isolation devices are not connected so as to be able to move synchronously and can slide independently, and the frictional resistance is reduced. This is because a displacement occurs in the damping motion due to a mechanical displacement or the like.
[0012]
FIG. 22 shows a case where the seismic isolation devices 10 are arranged in the X direction. However, when the seismic isolation devices 10 are arranged in the Y direction, similarly, the second movable bases overlap each other so as not to collide with each other. The seismic isolation devices 10, 10 must be provided at least twice as wide as the amplitude.
[0013]
As described above, when a plurality of seismic isolation devices are used, the seismic isolation devices that are adjacent to each other must be provided at least twice the width of the amplitude, so that the area required for installing the seismic isolation devices is limited. There is a problem that the space is widened and the limited space cannot be used effectively.
[0014]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the related art, and can be moved in the longitudinal direction by making the middle frame provided to be overlapped with the base frame installed on the foundation fixed side long. By overlapping the upper frame with the middle frame and providing it so that it can move in the width direction, the ratio of the area occupied by the seismic isolation device to a certain area is increased, and the limited space is effectively used It is an object of the present invention to provide a long seismic isolation device that can perform the operation. Another object of the present invention is to provide a long seismic isolation base that has a translation mechanism that translates the upper frame in parallel so that the upper frame can be moved smoothly.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, wherein the base frame installed on the foundation fixed side, a long middle frame provided to overlap the base frame, an upper frame provided to overlap the middle frame, and the base A first moving mechanism for moving the middle frame in a longitudinal direction in a plane parallel to the frame, a second moving mechanism for moving the upper frame in a width direction orthogonal to the longitudinal direction, and the middle frame A first elastic return means for returning the upper frame to a neutral origin position with respect to the base frame; a second elastic return means for returning the upper frame to an original position neutral with respect to the middle frame;A translation mechanism for translating the upper frame in the width direction, wherein the translation mechanism is attached to both ends of the shaft extending in the longitudinal direction of the middle frame and rotatably supported. A pinion or gear and a rack or toothed belt attached to the upper frame in mesh with these pinions or gears, with the longitudinal ends of the upper frame being synchronized with the middle frame in the width direction and the same distance Made it possible to moveIt is characterized by the following.
[0016]
The invention according to claim 2 isThe structure of the parallel movement mechanism is changed, and the parallel movement mechanism extends in the longitudinal direction of the middle frame and is rotatably supported on the shaft, sprockets attached to both ends of the shaft, and these sprockets. By having a structure in which the chain is engaged with the upper frame so as to mesh with each other, it is possible to synchronize the longitudinal ends of the upper frame with respect to the middle frame in the width direction and to move the same distance by the same distance. .
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the upper frame is divided into a plurality of pieces and arranged in the longitudinal direction.
[0018]
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1.Or 2In the described invention,The first moving mechanism and the second moving mechanism are constituted by rails and rollers.It is characterized by the following.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a long seismic isolation device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, each component may be appropriately omitted in order to simplify the drawing. In describing the shapes of the components and the positions of the components, the X direction, which is one direction, is defined as the left-right direction, the directions are referred to as left and right, and the Y direction orthogonal to the X direction is defined as the front-rear direction. The front side and the rear side are called.
[0022]
FIG. 1 shows only about half of the overall structure of the long seismic isolation device of the present invention in the longitudinal direction, that is, the X direction, and omits the others. In FIG. 1, the long seismic isolation device 1 can be called a two-dimensional three-stage seismic isolation table. For example, it is installed in an exhibition room or a storage room of an art museum, a museum, or the like, and is fragile artwork or antique. For mounting objects or precision machines, etc., even if the building vibrates due to an earthquake, etc., to absorb the vibrations and prevent the vibration from being transmitted to the objects such as the artworks, and to protect the above objects It is.
[0023]
The long seismic isolation device 1 includes a base frame 100 installed on the ground fixed side such as the ground or the floor of a building, a long middle frame 200 provided by being overlapped with the base frame 100, It is mainly composed of an upper frame 300 provided by superposition. Hereinafter, the base frame 100, the middle frame 200, and the upper frame 300 will be described in detail.
[0024]
The base frame 100 includes two frame bodies 101 and a plurality of reinforcing members 102. As shown in FIG. 1, the plurality of reinforcing members 102 extending parallel to the Y direction extend parallel to the X direction. It is framed by connecting the two frame bodies 101. Each reinforcing member 102 is joined to the inner wall surface of the frame body 101 by welding or the like, for example. FIG. 1 shows only approximately half of the base frame 100 in the X direction.
[0025]
As shown in FIG. 1, on each frame 101 of the base frame 100, a rail 104 extending in the longitudinal direction, that is, parallel to the X direction is attached. By rolling the rollers 204 of the below-described middle frame 200 on each of the rails 104, the middle frame 200 can slide in the X direction. Each of the rails 104 only needs to be attached within the maximum amplitude range in which each of the rollers 204 of the middle frame 200 rolls, and can be divided into a plurality in the X direction on the frame 101 as shown in FIG. .
[0026]
The middle frame 200 includes two frame members 201 and a plurality of roller support members 202. As shown in FIG. 1, a plurality of roller support members 202 extending in parallel in the Y direction at regular intervals are framed by connecting two frame members 201 extending in parallel in the X direction. Each roller supporting member 202 is joined to the inner wall surface of the frame 201 by welding or the like, for example. Since FIG. 1 shows approximately half of the middle frame 200 in the X direction, only six roller support members 202 are shown.
[0027]
As shown in FIG. 1, each frame 201 of the middle frame 200 has a long groove-shaped member turned downward, and a plurality of rollers 204 are rotatably supported in the groove. ing. As shown in FIG. 8, each roller 204 has a flange formed on both ends in the axial direction, and the width of the flange is slightly larger than the width of the rail 104. Therefore, each roller 204 can roll on the rail 104 of the base frame 100 in the X direction, and the rolling of each roller 204 causes the middle frame 200 to move in a plane parallel to the base frame 100. It can slide in the X direction. The rollers 204 and the rails 104 constitute a first moving mechanism.
[0028]
Each roller supporting member 202 is formed by turning a groove-shaped member upward. In each roller supporting member 202, an appropriate number (six in the illustrated example) of rollers 203 are rotatably connected in series in the Y direction. , Are installed at regular intervals. Specifically, the six rollers 203 are adjusted to the same height and attached to the roller support member 202. As shown in FIG. 3, each of the rollers 203 has a flange at both ends in the axial direction, and the width of the flange is slightly larger than the width of a rail 304 described later. Each roller 203 comes into contact with a rail 304 attached to a rail groove 303 of an upper frame 300 described below from below. Therefore, each roller 203 can rotate in the Y direction along the rail 304, and the rotation of each roller 203 allows the upper frame 300 to slide with respect to the middle frame 200 in the Y direction.
[0029]
The upper frame 300 is configured such that one upper frame 300 is formed by connecting a plurality of frames 301 that are rectangularly shaped in a plan view in the X direction, and a plurality of upper frames 300 are placed on the middle frame 200. I have. On the upper frame 300, a decorative board or the like is stuck, and on top of that, arts, antiques, precision instruments, and the like are placed. In FIG. 2, “upper frame connecting portion” indicates a connecting portion between the frames 301, and “unit facing portion” indicates a portion where the upper frames 300 are separated from each other and face each other.
[0030]
In FIG. 1, a plurality of rail grooves 303 extending in parallel with the Y direction are formed on the lower surface of the upper frame 300. Each rail groove 303 is formed on each roller support member 202 of the middle frame 200. Each of the rail grooves 303 is provided with a rail 304 extending in parallel with the Y direction described later. Therefore, each roller 203 of each roller support member 202 can rotate along the rail 304, and the rotation of each roller 203 allows the upper frame 300 to slide in the Y direction. That is, the upper frame 300 can move relative to the middle frame 200. Each roller 203 and each rail 304 constitute a second moving mechanism. In addition, the length of the upper frame 300 in the X direction is a fraction of the length of the middle frame 200, and a plurality of upper frames 300 are arranged on the middle frame 200 in parallel in the X direction. It is arranged in a state.
[0031]
As shown in FIG. 1, a through hole 206 is formed in the X direction at the center of the roller support member 202 of the middle frame 200 in the Y direction. More specifically, of the six roller support members 202 corresponding to one upper frame 300, through holes 206 are formed in four roller support members 202 other than the roller support members 202 at both ends. In FIG. 1, the illustration of the through holes 206 of the two central roller support members 202 is omitted.
[0032]
A shaft 205a is rotatably supported through the through hole 206. The shaft 205a extends in the X direction, and pinions 205b are attached to both ends of the shaft 205a. The shaft 205a is rotatably supported by bearings 205c, 205c shown in FIG. 4 and the like, and the pinion 205b rotates together with the shaft 205a. Each of the pinions 205b is capable of rolling by engaging with each of the racks 305 attached to the upper frame 300 and extending in parallel to the Y direction. A specific description will be given later. The pinion 205b, the shaft 205a, and a rack 305 described later constitute a parallel movement mechanism 205.
[0033]
In addition to the configuration described above, first return means for returning the middle frame 200 to the origin position neutral to the base frame 100, and returning the upper frame 300 to the origin position neutral to the middle frame 200. Second return means and other various members are added.
[0034]
As shown in FIG. 1, the cross section along the line AA, BB, CC, DD, EE, FF of the position of each roller support member 202 of the middle frame 200 in the X direction, And the cross section along the lines A'-A ', B'-B', C'-C ', D'-D', E'-E ', and F'-F' in the Y direction. The configuration of the embodiment of the long seismic isolation device 1 will be described in more detail.
[0035]
FIG. 3 shows a cross section along the line AA in the X direction shown in FIG. 1 and shows the vicinity of the right side of the upper frame 300 in the X direction. FIG. 8 shows a cross section along the line A'-A 'in the Y direction shown in FIG. As shown in FIG. 3, a plurality of adjusters 103 are attached to the lower surface of each frame 101 of the base frame 100. Each of the adjusters 103 is for adjusting the height of the base frame 100 and the horizontality of the base frame 100 with respect to the foundation fixed side such as a floor.
[0036]
A cover 105 is attached to the right side in the X direction. The cover 105 is attached to improve the appearance, extends in parallel with the Y direction, and is attached so as to cover the entire width of the long seismic isolation device 1 in the Y direction. FIG. 15 shows an enlarged cover 105. As shown in FIGS. 3 and 15, a stepped flat plate 105a to which a plate-shaped magnet 105b is mounted is attached to each frame body 101 of the base frame 100 by screws 105d. A cover member 105c is provided so as to face the stepped flat plate 105a.
[0037]
The material of the cover member 105c is a magnetic material, and as shown in the drawing, the cover member 105c is arranged to face the flat plate 105a by being attracted to the magnet 105b by the magnetic force of the magnet 105b. A screw 105e is attached to a lower portion of the cover member 105c, and the height of the cover member 105c is adjusted by the screw 105e.
[0038]
The cover member 105c is attached to a position where the frame 301 of the upper frame 300 collides when the middle frame 200 and the upper frame 300 slide and move due to vibration on the foundation fixed side due to an earthquake or the like. When the frame 301 of the upper frame 300 collides with the cover member 105c, the cover member 105c separates from the magnet 105b, and the cover member 105c falls down as shown by a broken line in FIG. As described above, since the cover 105 is attached to improve the appearance, when the frame 301 of the upper frame 300 collides with the cover member 105c due to vibration such as an earthquake, the cover member 105c falls down. The cover member 105c may be disposed again by attracting the cover member 105c to the magnet 105b.
[0039]
As shown in FIG. 3, on the frame 301 of the upper frame 300, a decorative plate 306 made of plywood or the like is attached. On this decorative plate 306, an installation object (not shown) such as an art object, an antique item, or a precision machine is placed. Although not shown, it is also possible to lay a cushioning material, cloth, or the like on the decorative plate 306, and place the installation object thereon.
[0040]
On the lower surface of the frame 301 of the upper frame 300, a plurality of rail grooves 303 extending parallel to the Y direction are formed, and in each rail groove 303, a rail 304 extending parallel to the Y direction is provided with a screw 304a from below. 304a. FIG. 3 shows one of the rail grooves 303. As shown in FIG. 3, the lower surface of the rail 304 rests on each roller 203 of each roller support member 202 of the middle frame 200. Accordingly, the rotation of each roller 203 of each roller support member 202 allows the upper frame 300 to move relative to the middle frame 200 in the Y direction.
[0041]
As shown in FIG. 8, among the six rollers 203 supported by each roller supporting member 202, the shafts of the rollers 203 and 203 (both right and left sides in FIG. 8) are fixedly mounted at fixed heights. Have been. That is, the heights of the rollers 203, 203 arranged at both ends are constant. On the other hand, the axes of the remaining four rollers 203 can be adjusted in height.
[0042]
Specifically, the mechanism for adjusting the height will be described. A long hole 207a is formed in a housing 207 (see FIG. 8 and the like) having a U-shaped cross section when viewed from the Y direction. Shaft is attached. An adjuster screw 208 is attached to the lower surface of the housing 207. By turning the screw 208, the height of the housing 205 can be adjusted. Thus, the height of the four rollers 203 attached to the housing 207 can be adjusted. These four rollers 203 are adjusted to the same height as the rollers 203, 203 arranged at both ends. Each roller 203 whose height has been adjusted in this way comes into contact with a rail 304 attached to the lower surface of the rail groove 303 of the upper frame 300 from below. The roller 203 shown in FIG. 3 is one of the rollers arranged on both right and left sides in FIG.
[0043]
As shown in FIG. 3, a cross section of the roller support member 202 is formed in a U-shape, and a flange 202a is formed on an upper portion. In the vicinity of the rail groove 303 formed on the lower surface of the frame 301 of the upper frame 300, a position regulating member 307 is attached with screws 307a, 307a. The upper surface of the position regulating member 307 is opposed to the lower surface of the flange 202a of the roller support member 202 at a slight interval. Therefore, it is possible to prevent the upper frame 300 from rising upward due to the vibration.
[0044]
As shown in FIG. 8, on the right side in the Y direction, a temporary fixing member 400 is integrally attached to the base frame 100, the middle frame 200, and the upper frame 300 by screws 400a. In this way, by temporarily fixing the base frame 100, the middle frame 200, and the upper frame 300 by the temporary fixing member 400, the relative movement of the base frame 100, the middle frame 200, and the upper frame 300 is regulated, and The transportation of the shaking base isolation device 1 can be facilitated. When the long seismic isolation device 1 is placed at an arbitrary installation place, the temporary fixing member 400 loosens each screw 400a, removes the temporary fixing member 400, and integrally forms the base frame 100, the middle frame 200, and the upper frame 300. Release the fixed position. This temporary fixing member 400 may be any member such as a pipe-shaped member, a plate-shaped member, or the like, and the point is that the base frame 100, the middle frame 200, and the upper frame 300 can be integrally fixed by screws or the like. Anything should do.
[0045]
A cover 105 'is attached to the left side in the Y direction. The cover 105 ′ is similar to the cover 105 attached to the right side in the X direction in FIG. 3 and is attached to improve the appearance. More specifically, the cover 105 ′ extends parallel to the X direction. Are attached so as to cover the entire front surface of the long seismic isolation device 1 in the X direction. When the base frame fixed side vibrates due to an earthquake or the like and the middle frame 200 and the upper frame 300 slide and the frame 301 of the upper frame 300 collides with the cover member 105'c of the cover 105 ', the cover member 105c is magnetized by the magnet 105'b. , And fall as shown by a broken line.
[0046]
In this way, in FIG. 8, the temporary fixing member 400 is attached on the right side in the Y direction, while the cover 105 is mounted on the left side in the Y direction so as to cover the entire width of the long seismic isolation device 1 in the X direction. 'Is installed. That is, in FIG. 1, the cover 105 'is attached to the front side in the Y direction so as to cover the entire width of the long seismic isolation device 1 in the X direction, and the temporary fixing member 400 is attached to the rear side in the Y direction. Will be. Therefore, when the viewer views the installed object placed on the upper frame 300 from the arrow α shown in FIG. 1, the entire width of the long seismic isolation device 1 in the X direction is covered by the cover 105 ′. Therefore, the structure of the long seismic isolation device 1 is not seen by the viewer.
[0047]
As shown in FIG. 3, a cover 105 is attached to the right side in the X direction so as to cover the entire width of the long seismic isolation device 1 in the Y direction. Although not shown, a cover 105 is attached to the left side in the X direction so as to cover the entire width of the long seismic isolation device 1 in the Y direction.
[0048]
That is, the cover 105 'is attached to the front side in the Y direction, the covers 105 are attached to both sides in the X direction, and the temporary fixing member 400 is attached to the rear side in the Y direction. Therefore, when the viewer views the installed object placed on the upper frame 300 from the arrows α, β, and γ shown in FIG. 1, the entire width of the long seismic isolation device 1 in the X direction is covered by the cover 105. , The structure of the long seismic isolation device 1 is not seen by the viewer. When the viewer views the installation from all directions of the long seismic isolation device 1, after removing the temporary fixing member 400 attached to the rear side in the Y direction, the cover 105 'is moved to the rear side in the Y direction. It should be attached to. The mounting method can be the same as when the cover 105 'is mounted on the front side in the Y direction.
[0049]
4 shows a cross section along the line BB in the X direction shown in FIG. 1, and FIG. 9 shows a cross section along the line B'-B 'in the Y direction shown in FIG. Hereinafter, the description of the same configuration as in FIGS. 3 and 8 will be omitted.
[0050]
As shown in FIG. 9, the through hole 206 is formed in the center of the roller support member 202 in the Y direction in parallel with the X direction (see FIG. 1). As shown in FIGS. 4 and 13A and 13B, the bearing 205c is provided at both ends in the X direction of the roller support member 202 such that the center of the bearing 205c is aligned with the center of the through hole 206. , 205c are attached respectively. The shaft 205a of the pinion 205b of the parallel moving mechanism penetrates through the through hole 206 and the bearings 205c, 205c, and the shaft 205a is rotatably supported by the bearings 205c, 205c. The pinion 205b is attached to both ends of the shaft 205a extending parallel to the X direction, but is attached to the right end of the shaft 205a in FIGS. 4, 9 and 13A and 13B. The pinion 205b is shown.
[0051]
As shown in FIG. 4 and FIG. 13A, a rail 304 is attached to a rail groove 303 formed on the lower surface of the frame 301 of the upper frame 300, and a rack 305 extending in parallel to the Y direction is provided. It is attached to the right side of the rail 304 by screws 305a, 305a from below. The rail groove 303 shown in FIG. 4 is formed on the lower surface of the two connected frames 301. The rack 305 is configured to mesh with the pinion 205b from below. Therefore, the pinion 205b can rotate along the rack 305. The rack 305, the pinion 205b, and the shaft 205a constitute a parallel moving mechanism 205. The parallel moving mechanism 205 is for moving the upper frame 300 smoothly in parallel in the Y direction.
[0052]
FIG. 5 shows a cross section along the lines CC and DD in the X direction shown in FIG. 1, and FIG. 10 shows a cross section along the lines C′-C ′ and D′-D ′ in the Y direction shown in FIG. It shows a cross section. As shown in FIG. 5, a rail groove 303 is formed on the lower surface of two connected frames 301, and a rail 304 extending in the Y direction is attached to the rail groove 303 from below by screws 304a, 304a. Have been. Each roller 203 of each roller supporting member 202 of the middle frame 200 comes into contact with the rail 304 from below. Therefore, each roller 203 of each roller support member 202 can roll in the Y direction along the rail 304, and the upper frame 300 can move relative to the middle frame 200 in the Y direction.
[0053]
FIG. 6 shows a cross section along the line EE in the X direction shown in FIG. 1, and FIG. 11 shows a cross section along the line E'-E 'in the Y direction shown in FIG. As shown in FIGS. 6 and 14A and 14B, bearings 205c, 205c are provided at both ends in the X direction of the roller support member 202 such that the centers of the bearings 205c, 205c are aligned with the center of the through hole 206. Are attached respectively. The shaft 205a of the pinion 205b of the parallel moving mechanism 205 passes through the through hole 206 and the bearings 205c, 205c, and the shaft 205a is rotatably supported by the bearings 205c, 205c. The pinion 205b is attached to both ends of the shaft 205a extending parallel to the X direction, but is attached to the left end of the shaft 205a in FIGS. 6, 11, and 14 (a) and 14 (b). The pinion 205b is shown.
[0054]
As shown in FIGS. 6 and 14A, a rail 304 is attached to a rail groove 303 formed on the lower surface of the frame 301 of the upper frame 300, and a rack 305 extending in parallel to the Y direction is provided. It is attached to the left side of the rail 304 by screws 305a, 305a from below. The rail groove 303 shown in FIG. 6 is formed on the lower surface of the two connected frames 301. The rack 305 is configured to mesh with the pinion 205b from below. Therefore, the pinion 205b can rotate along the rack 305.
[0055]
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a line FF in the X direction shown in FIG. FIG. 12 shows a cross section along the line F'-F 'in the Y direction shown in FIG. 1, and shows the same configuration as the configuration shown in FIG. As described above, the long seismic isolation device 1 shown in FIG. 1 has the two upper frames 300 arranged on the middle frame 200 in a state of being arranged in parallel in the X direction. As shown in FIG. The gap in the X direction between the upper frame 300 located on the right side in the direction and the upper frame 300 located on the left side in the X direction is approximately 2 mm.
[0056]
Next, as shown in FIG. 2, first return means 700 for returning the middle frame 200 to an origin position which is neutral with respect to the base frame 100, and an origin position at which the upper frame 300 is neutral with respect to the middle frame 200 A description will be given of the second return means 800 for returning to the state of FIG. In order to make the configuration and operation of the first return means 700 and the second return means 800 easy to understand, a description will be given using a simplified perspective view shown in FIG.
[0057]
As shown in FIGS. 2 and 18, the first return means 700 includes a first tension spring 701 whose both ends are displaceably locked in the X direction, and a first tension spring 701 which is displaceable in the X direction. And first locking means for locking. The second return means 800 has a pair of second tension springs 801 and 801 whose both ends are displaceably locked in the Y direction, and each of the second tension springs 801 and 801 is displaceably locked in the Y direction. And second locking means.
[0058]
The first locking means includes a pair of displaceable first spring hook members 702 and 702 for locking both ends of the first tension spring 701, respectively, and the pair of first spring hook members 702 provided on the base frame 100. , 702 are provided on a lower surface of the middle frame 200 facing the base frame 100, and a pair of first spring receiving lowers 703a, 703b each formed with a groove 703c for movably supporting the pair of the first and second grooves. The first spring receiving members 702 and 702 are each configured to include a pair of first spring receivers 704a and 704b in which grooves 704c are respectively formed for movably supporting the first spring receiving members 702 and 702.
[0059]
The second locking means includes a pair of displaceable second spring hook members 802 and 802 for locking both ends of the second tension spring 801, and the pair of second spring hook members 802 provided on the middle frame 200. , 802 are provided on a lower surface of the upper frame 300 facing the middle frame 200, and a pair of second spring receiving lowers 803a, 803b each having a groove 803c formed therein for movably supporting the pair of the second pair. A pair of second spring bearings 804a, 804b each having a groove 804c formed therein for movably supporting the second spring hooking members 802, 802, respectively.
[0060]
As shown in FIG. 2, when the first tension spring 701 is attached between the base frame 100 and the middle frame 200 via the first locking means, the first tension spring 701 is The free length of the spring 701 is set at least shorter than the mounting dimension W1 between the first locking means. When the second tension spring 801 is attached between the middle frame 200 and the upper frame 300 via the second locking means, the second tension spring 801 is connected to the second tension spring 801. The free length is set at least shorter than the mounting dimension W2 between the second locking means.
[0061]
That is, the first tension spring 701 and the second tension springs 801 and 801 are given initial tension in a state where the middle frame 200 and the upper frame 300 are completely overlapped with the base frame 100, and It is attached in a state of being stretched against the tension of each tension spring.
[0062]
As shown in FIG. 17, the first spring hook member 702 and the second spring hook member 802 are made of long flat steel, and have the same shape and dimensions. The first spring hooking member 702 and the second spring hooking member 802 are provided with a pair of notches a for engaging with the above-mentioned grooves 703c, 704c, 803c, 804c at symmetrical positions with respect to the center in the length direction. Is formed. Further, the first spring hooking member 702 and the second spring hooking member 802 are engaged with hook portions formed at both ends of the first tension spring 701 and the second tension spring 801 at the center position in the longitudinal direction. A hole b is formed.
[0063]
As shown in FIG. 16, the first lower spring supports 703a and 703b, the first upper spring supports 704a and 704b, the second lower spring supports 803a and 803b, and the second upper spring supports 804a and 804b are made of steel for machine structural use. And each part has the same size and shape. In the openings of the grooves 703c, 704c, 803c, 804c in the first lower spring supports 703a, 703b, the first upper spring supports 704a, 704b, the second lower spring supports 803a, 803b, and the second upper spring supports 804a, 804b. Is provided with a large chamfer c for allowing the notch a formed in the first spring hook member 702 and the second spring hook member 802 to be fitted with a margin.
[0064]
As shown in FIGS. 16 and 18, in the first lower spring receiving portions 703a and 703b and the first upper spring receiving portions 704a and 704b, the opening sides of the grooves 703c and 704c are turned away from the origin position Np in the X direction. In the position state, they are integrally attached to the upper surface of the base frame 100 and the lower surface of the middle frame 200 by welding or the like. Similarly, the second lower spring receiving portions 803a and 803b and the second upper spring receiving portions 804a and 804b are arranged so that the opening sides of the grooves 803c and 804c face the origin position Np in the Y direction. The upper surface and the lower surface of the upper frame 300 are integrally attached by welding or the like.
[0065]
Next, the operation of the long seismic isolation device 1 according to the above embodiment will be described. First, during normal times when vibration energy such as an earthquake is not input to the long seismic isolation device 1, the middle frame 200 and the plurality of upper frames 300 are stably positioned at the origin position Np in a state where they are completely overlapped with the base frame 100. Is held.
[0066]
On the other hand, when a two-dimensional plane vibration energy exceeding a certain level is input from the base frame 100 due to an earthquake or the like, the middle frame 200 and the upper frames 300 and 300 move in the X direction and the Y direction with respect to the direction of the two-dimensional plane vibration. Initiate a reciprocating damping motion in each of the directions.
[0067]
The X-direction component of the two-dimensional plane input vibration energy component is absorbed by the reciprocating damping motion in the X direction of the first moving mechanism, and is also returned to the origin position Np by the later-described origin return operation by the tension of the first tension spring 701. And the Y-direction component of the two-dimensional plane input vibration energy component is absorbed by the reciprocating damping motion in the Y-direction of the second moving mechanism, and is caused by the tension of the pair of second tension springs 801 and 801. It is returned to the origin position Np by an origin return operation described later.
[0068]
In this way, the whole vibration energy is absorbed smoothly and reliably. Further, during the home return operation, a part of the X-direction component and the Y-direction component of the two-dimensional plane input vibration energy component is changed during the home return operation of the first extension spring 701 and the second extension springs 801 and 801. Is also absorbed.
[0069]
Here, the origin return operation of the first tension spring 701 and the second tension spring 801 will be described in detail. In order to simplify the explanation of the operation, as shown in FIG. 18, the first tension spring 701 and the second tension spring 801 are each one, and as shown in FIG. 19 to FIG. Will be described by modeling the case where moves in the X direction. Also, the width of the middle frame 200 in the X direction is the same as the width of the base frame 100 in the X direction for simplification of the operation description.
[0070]
For convenience of illustration, the mounting positions of the left and right first spring receiving lower portions 703a and 703b with respect to the base frame 100 are the left and right first spring receiving upper portions 704a and 704b (shown by hatching in the drawing). (Indicated by hatching in the figure), it is shown to be on the inner side than the mounting position, but this is only for the formal convenience in the model illustration, and even if it is located inside, , It is sufficient that they are arranged without interference with each other and symmetrically with respect to center lines (not shown) of the base frame 100 and the middle frame 200 which are parallel to the X direction. This relationship is the same for the second lower spring receiver 803a and 803b and the second upper spring receiver 804a and 804b.
[0071]
In the state shown in FIGS. 18 and 19, the middle frame 200 and the upper frame 300 occupy the origin position Np with respect to the base frame 100, and the balance is maintained by the spring force (tension) of the first tension spring 701. Is shown. At this time, the notch a of the left first spring hook member 702 is aligned with each groove 703c of the left first spring receiving lower 703a in the base frame 100 and each groove 704c of the left first spring receiving upper 704a in the middle frame 200. And the notch a of the right first spring hooking member 702 is in contact with each groove 703c of the right first spring receiving lower portion 703b in the base frame 100 and the right first spring receiving member in the middle frame 200. The first tension spring 701 is engaged with the respective grooves 704c of the upper 704b, and the first tension spring 701 is provided with the initial tension, so that the deflection of the first tension spring 701 due to its own weight is removed, and the first tension spring 701 is always tensioned with a certain amount of tension. It is in a state where it is
[0072]
From this state, as shown in FIG. 20, the base frame 100 is now swayed to the right in the X direction and moved to the right by the movement amount Xa with respect to the middle frame 200 due to plane vibration such as an earthquake (middle frame 200). May move relative to the base frame 100 to the left in the X direction by the movement amount Xa.), The left first spring hook member 702 is disengaged from the left first spring receiving lower portion 703a of the base frame 100. At the same time, the left first spring hooking member 702 is engaged and locked only on the left first spring receiver 704a in the middle frame 200. At the same time, the right first spring receiving member 702 is disengaged from the right first spring receiving upper portion 704b of the middle frame 200, and the right first spring receiving member 702 is removed from the right first spring receiving lower portion 703b of the base frame 100. Only engaged and locked.
[0073]
As a result, the tension increased by the extension of the first tension spring 701 by the movement amount Xa acts on the middle frame 200, and the middle frame 200 is pulled rightward to return to the origin position Np. I do.
[0074]
Contrary to the above operation, when the base frame 100 swings to the left in the X direction and moves to the left by the movement amount Xb with respect to the middle frame 200 as shown in FIG. The left first spring hooking member 702 is disengaged from the left first spring receiving upper portion 704a of the middle frame 200, and the left first spring hooking is performed. The member 702 is engaged with only the first lower spring receiving portion 703a on the left side of the base frame 100. At the same time, the right first spring hook member 702 is disengaged from the right first spring receiving lower portion 703b of the base frame 100, and the right first spring hooking member 702 is shifted to the right first spring receiving upper portion 704b of the middle frame 200. Only engaged.
[0075]
As a result, the tension increased by the first tension spring 701 extending by the movement amount Xb acts on the middle frame 200, and the middle frame 200 is pulled to the left and returns to the origin position Np. I do.
[0076]
As described above, when the middle frame 200 relatively moves in the left-right direction with respect to the base frame 100, the plurality of upper frames 300 provided on the long middle frame 200 are also overlapped with the middle frame 200. Because they move integrally, the plurality of upper frames 300 do not collide with each other in the X direction. Therefore, since it is not necessary to separate the upper frames 300 at least twice the amplitude as in the conventional case, the distance between the upper frames 300 in the X direction can be minimized, and the installation area of the seismic isolation device does not increase. , The installation area can be maximized.
[0077]
When the base frame 100 swings in the front-rear direction in the Y direction with respect to the upper frame 300, that is, when the upper frame 300 moves relatively in the front-rear direction with respect to the base frame 100, the operation direction is also changed. It is self-evident that the same effect as described above occurs only by changing. However, as described above, a plurality of upper frames 300 are arranged on the long middle frame 200 in the X direction, and each upper frame 300 does not always vibrate in the Y direction synchronously. . This is because deviation occurs in the damping motion of each upper frame 300 due to frictional resistance, mechanical deviation, or the like.
[0078]
In addition, the long seismic isolation device 1 according to the illustrated embodiment has the parallel movement mechanism 205 configured by the shaft 205a, the pinion 205b, and the rack 305, which translates the upper frame 300 in the Y direction. , The upper frame 300 can be smoothly translated in the Y direction. As in the illustrated example, when the middle frame 200 is formed in a long shape and the length in the X direction is several times longer than the length in the Y direction, the Y direction component of the seismic energy is In addition, when the middle frame 200 and the upper frame 300 try to move relatively in the Y direction, the moving distance differs between the one end and the other end in the X direction of the upper frame 300, and the upper frame 300 moves obliquely. The resistance may increase and the seismic isolation effect may be impaired. However, according to the illustrated embodiment, pinions 205b are integrally provided at both ends of a shaft 205a long in the X direction rotatably supported by the middle frame 200, and these pinions 205b are attached to the upper frame 300 in the Y direction. Since the parallel movement mechanism 205 is provided in mesh with the rack 305, both ends of the middle frame 200 and the upper frame 300 are relatively moved by the same distance in synchronization with each other in the X direction in the Y direction. Translates with a small resistance, and the seismic isolation effect in the Y direction is not impaired.
[0079]
Further, since the above-described parallel movement mechanism 205 is provided, and the upper frame 300 can be translated in the Y direction, the X direction component of the earthquake is caused by the relative movement of the base frame 100 and the middle frame 200 in the X direction. In combination with the seismic isolation effect, even if the upper frame 300 is divided into a plurality in the X direction, the divided upper frame 300 moves in parallel in the Y direction. This means that the upper frames 300 do not collide with each other even if they are arranged close to each other. Therefore, there is an advantage that the seismic isolation effect can be obtained while effectively using the limited space. In addition, by raising the opposing upper edge portions of the adjacent upper frames 300, it is possible to prevent the object from being placed on both of the adjacent upper frames 300.
[0080]
In the illustrated embodiment, the shaft 205a and the pinion 205b of the parallel moving mechanism 205 are provided on the middle frame 200 side, and the rack 305 is provided on the upper frame 300 side, but the shaft 205a and the pinion 205b are provided on the upper frame 300 side. The rack 305 may be provided on the middle frame 200 side. In the illustrated example, the parallel moving mechanism 205 is configured by the shaft 205a, the pinion 205b, and the rack 305, but may be configured by a toothed belt and a gear instead of the shaft 205a, the pinion 205b, and the rack 305. it can. Alternatively, it can be composed of a sprocket and a chain. In short, it is sufficient that the upper frame 300 can be smoothly translated in the Y direction.
[0081]
【The invention's effect】
According to the invention as set forth in claim 1, a base frame installed on the foundation fixed side, a long middle frame provided by overlapping the base frame, and an upper frame provided by overlapping the middle frame, A first moving mechanism for moving the middle frame in a longitudinal direction in a plane parallel to the base frame, a second moving mechanism for moving the upper frame in a width direction orthogonal to the longitudinal direction, A first elastic return means for returning the middle frame to an origin position neutral to the base frame; and a second elastic return means for returning the upper frame to an origin position neutral to the middle frame. Therefore, even if the upper frame is divided in the longitudinal direction in which the middle frame slides, the upper frame moves relative to the middle frame in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and moves with the middle frame in the longitudinal direction. This means that the upper frames can be close to each other, It, without Bal bulk footprint of seismic isolation device, it is possible to have a seismic isolation effect while utilizing a limited space efficiently.
It also has a translation mechanism that translates the upper frame in the width direction. This translation mechanism is attached to a shaft that extends in the longitudinal direction of the middle frame and is rotatably supported, and is attached to both ends of the shaft. A pinion or a gear, and a rack or a toothed belt attached to the upper frame in mesh with these pinions or the gears. Since it is possible to move by distance, it is translated in parallel with small resistance, and the seismic isolation effect in the width direction is not impaired.
Even if the upper frame is divided in the longitudinal direction, it can be arranged close to each other, and the seismic isolation effect can be obtained by efficiently using the limited space..
[0082]
Invention of claim 2Well, onBecause it has a translation mechanism that translates the frame in the width direction,The same effect as that of the first aspect can be obtained. That is,The upper frame can be smoothly translated in the width direction, and a high seismic isolation effect can be obtained even if the upper frame is formed in a long shape. Further, in combination with obtaining the seismic isolation effect in the longitudinal direction by the relative movement between the base frame and the middle frame, even if the upper frame is divided in the longitudinal direction, they can be arranged close to each other, The seismic isolation effect can be obtained by efficiently using the limited space.
[0083]
According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the upper frame is divided into a plurality of pieces and arranged in the longitudinal direction. To get the seismic isolation effect. In addition, the distance between the upper frames in the longitudinal direction in which the middle frame slides can be made close to each other, so that the seismic isolation effect is achieved while efficiently using the limited space without increasing the installation area of the seismic isolation device. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a long seismic isolation device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of return means applicable to the long seismic isolation device of the present invention.
FIG. 3 is a transverse sectional view showing a part of the above embodiment in the longitudinal direction.
FIG. 4 is a transverse sectional view showing another part in the longitudinal direction of the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another part in the longitudinal direction of the embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing still another part in the longitudinal direction of the embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing still another part in the longitudinal direction of the embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another part of the above embodiment in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another part of the above embodiment in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing still another part in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another part in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing still another part in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the embodiment.
13 (a) is a right side view and FIG. 13 (b) is a partial front view showing an example of a parallel moving mechanism applicable to the long seismic isolation device of the present invention.
14A is a front view and FIG. 14B is a left side view showing another part of the parallel moving mechanism.
FIG. 15 is a sectional view showing an example of a cover applicable to the long seismic isolation device of the present invention.
FIG. 16 is a perspective view showing an example of a spring receiver of a return means applicable to the long seismic isolation device of the present invention.
FIG. 17 is a perspective view showing a part of another example of the return means applicable to the long seismic isolation device of the present invention.
FIG. 18 is a perspective view for explaining an example of a return unit applicable to the present invention in a simplified model.
FIG. 19 is a schematic front view for simplifying and explaining the operation of the return means.
FIG. 20 is another schematic front view for simplifying and explaining the operation of the return means.
FIG. 21 is still another schematic front view for simplifying and explaining the operation of the return means.
FIG. 22 is a plan view showing an example in which three conventional seismic isolation devices are arranged in a certain direction.
[Explanation of symbols]
1 long seismic isolation device
100 base frame
101 Frame
104 rails
105 cover
200 middle frame
202 Roller support member
203 rollers
204 rollers
205a axis
205b pinion
205 Parallel movement mechanism
300 Upper frame
301 Framework
303 rail groove
304 rail
305 racks
400 Temporary fixing member
700 First return means
701 First tension spring
702 First spring hook member
703a Under the first spring support
703b Under the first spring support
704a On the first spring receiver
704b on first spring receiver
800 second return means
801 Second tension spring
802 Second spring hook member
803a Under the first spring support
803b Under 1st spring receiving
804a on first spring receiver
804b on first spring receiver
Np origin position

Claims

A base frame installed on the fixed side of the foundation,
A long middle frame provided by being superimposed on the base frame,
An upper frame provided by being superimposed on the middle frame,
A first moving mechanism that moves the middle frame in one direction in a plane parallel to the base frame;
A second moving mechanism that moves the upper frame in a width direction orthogonal to the one direction;
First elastic return means for returning the middle frame to a home position neutral with respect to the base frame;
Second elastic return means for returning the upper frame to an origin position that is neutral with respect to the middle frame;
A translation mechanism that translates the upper frame in the width direction,
The parallel moving mechanism includes a shaft extending in the longitudinal direction of the middle frame and rotatably supported, a pinion or a gear attached to both ends of the shaft, and meshing with the pinion or the gear to form the upper portion. A long seismic isolation table having a rack or a toothed belt attached to a frame, and enabling both longitudinal ends of an upper frame to be moved in the width direction with respect to a middle frame by the same distance .

A base frame installed on the fixed side of the foundation,
A long middle frame provided by being superimposed on the base frame,
An upper frame provided by being superimposed on the middle frame,
A first moving mechanism that moves the middle frame in one direction in a plane parallel to the base frame;
A second moving mechanism that moves the upper frame in a width direction orthogonal to the one direction;
First elastic return means for returning the middle frame to a home position neutral with respect to the base frame;
Second elastic return means for returning the upper frame to an origin position that is neutral with respect to the middle frame;
A translation mechanism that translates the upper frame in the width direction,
The parallel moving mechanism includes a shaft rotatably supported by the middle frame extending in the longitudinal direction thereof, a sprocket mounted on both ends of the shaft, and a sprocket mounted on the upper frame by meshing with these sprockets. A long seismic isolation table that has a chain and enables the two ends of the upper frame in the longitudinal direction to be synchronized with the middle frame in the width direction and to be moved by the same distance .

3. The long seismic isolation base according to claim 1, wherein the upper frame is divided into a plurality of parts and arranged in a longitudinal direction.

The first moving mechanism and the second moving mechanism is long MenShindai of claim 1, wherein it is configured by rails and rollers.