專利名稱：免震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為了有效地保護(hù)例如美術(shù)工藝品、精密機(jī)械儀表等任意物品免于由于地震造成的過大振動(dòng)時(shí)使用的免震裝置。
背景技術(shù)：
作為保護(hù)建筑物免于地震搖晃的免震裝置提出有將由壓縮彈簧形成的縱向搖晃緩沖裝置和由碟形構(gòu)件形成的橫向搖晃緩沖裝置組合成一體的形式(專利文獻(xiàn)1)?？v向搖晃緩沖裝置采用在自由伸縮的引導(dǎo)構(gòu)件的外部安裝壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)。此外，橫向搖晃緩沖裝置通過將自由旋轉(zhuǎn)地收納于引導(dǎo)構(gòu)件的前端的軸承的滾珠與承接該滾珠的碟形構(gòu)件組合而構(gòu)成。在此，該免震裝置通過將引導(dǎo)構(gòu)件的基端側(cè)、碟形構(gòu)件的背面?zhèn)确謩e固定于建筑物側(cè)、建筑物基礎(chǔ)側(cè)，能防止地震的搖晃從建筑基礎(chǔ)直接傳遞到建筑物，從而能有效地保護(hù)建筑物。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2006-200184號(hào)公報(bào)在使用上述現(xiàn)有技術(shù)時(shí)，存在以下問題為了支承建筑物的質(zhì)量，縱向搖晃緩沖裝置的壓縮彈簧需要選擇足夠強(qiáng)力的彈簧，實(shí)際上很難阻斷地震波的縱向搖晃，即便將這種強(qiáng)力的壓縮彈簧與碟形構(gòu)件組合，作用于建筑物的響應(yīng)加速度也不會(huì)變小，免震效果未必充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種免震裝置，該裝置通過滑動(dòng)軌道支承載放物品的移動(dòng)機(jī)架，來有效地降低由于地震波產(chǎn)生的響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方，從而容易地實(shí)現(xiàn)所需的免震效果。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的免震裝置包括支承件，其在固定基板上通過壓縮彈簧朝上施力；移動(dòng)機(jī)架，其被與固定基板組合的縱橫滑動(dòng)軌道支承，并相對(duì)于支承件在水平方向上自由相對(duì)移動(dòng)；以及水平限制板，其裝設(shè)于移動(dòng)機(jī)架，并在下表面形成圓錐形的凹部， 本發(fā)明的技術(shù)思想是支承件一邊通過上端的球面與凹部的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸，一邊使移動(dòng)機(jī)架復(fù)原到規(guī)定位置。此外，凹部能通過使頂部的曲面和與曲面連續(xù)的周邊部的傾斜面組合而形成，傾斜面能通過使傾斜角不同而形成多個(gè)階段。此外，也可將通過多個(gè)彈簧保持的水平板裝設(shè)于移動(dòng)機(jī)架。根據(jù)上述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，支承件通過壓縮彈簧朝上施力，并通過上端的球面與限制板的下表面的凹部的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸，能使與限制板一體的移動(dòng)機(jī)架復(fù)原到規(guī)定位置。 這是由于支承件通過與限制板的凹部的內(nèi)表面接觸，對(duì)限制板施加阻礙限制板的相對(duì)移動(dòng)的摩擦力，還施加有朝向凹部頂部的回復(fù)力。另一方面，由于裝設(shè)限制板的移動(dòng)機(jī)架被縱橫滑動(dòng)軌道支承成可自由水平移動(dòng)，移動(dòng)機(jī)架自身的重量、載置于移動(dòng)機(jī)架的物品的重量不會(huì)變成對(duì)支承件施力的壓縮彈簧的負(fù)載，因此，能合適地設(shè)定壓縮彈簧的彈簧系數(shù)來有效地降低由于地震波而產(chǎn)生于移動(dòng)機(jī)架、移動(dòng)機(jī)架上的物品的響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方。限制板的下表面的凹部形成頂部的曲面和與曲面連續(xù)的周邊部的傾斜面，藉此， 能形成最簡(jiǎn)單且有效的形式。其中，頂部的曲面例如形成支承件的上端的球面的凸的曲率半徑以上的凹的曲率半徑，最好限定于半徑IOmm左右小的范圍內(nèi)。此外，通過將周邊部的傾斜面例如設(shè)定為傾斜角10° 士2°，能有效地降低由于地震波而產(chǎn)生于移動(dòng)機(jī)架、移動(dòng)機(jī)架上的物品的響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方。此外，若傾斜面的傾斜角過大，則相對(duì)變位變小，而響應(yīng)加速度過大，若傾斜角過小，則響應(yīng)加速度變小，而相對(duì)變位過大。凹部的傾斜面例如通過采用半徑10 50mm的傾斜角θ 1 = 10° 士3°，半徑50mm 以上的傾斜角Θ2 = 7° 士3°的結(jié)構(gòu)，能設(shè)定成兩個(gè)階段。此外，傾斜面例如也可通過采用半徑10 50mm的傾斜角θ 1 = 10° 士2°，半徑50 IOOmm的傾斜角θ 2 = 7° 士3°， 半徑IOOmm以上的傾斜角θ3 = 8° 士2°的結(jié)構(gòu)，設(shè)定成三個(gè)階段。其中，為了降低響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方，最好設(shè)定成θ 1 > θ 2，θ 1 > θ 3 > θ 2，但并不限定于此。通過多個(gè)彈簧裝設(shè)于移動(dòng)機(jī)架的水平板上能載置任意的免震對(duì)象物的物品。水平板用彈簧在地震時(shí)上下伸縮，阻斷由于地震波引起的縱向搖晃傳遞到水平板上的物品。


圖1是整體示意立體圖。
圖2是圖1的X-X線剖視圖。
圖3是圖2的Y-Y線剖視圖。
圖4是圖2的Z-Z線剖視圖。
圖5是主要部分的放大剖視圖。(1)
圖6是主要部分的放大剖視圖。(2)
圖7是動(dòng)作特性說明線圖。(1)
圖8是動(dòng)作特性說明線圖。(2)
圖9是表示其他實(shí)施方式的整體主視圖。
圖10是圖9的A-A線剖視圖。
圖11是表示其他實(shí)施方式的與圖5相當(dāng)?shù)恼f明圖。
(符號(hào)說明)
θ傾斜角
11固定基板
12支承件
12b壓縮彈簧
13、14滑動(dòng)軌道
20移動(dòng)機(jī)架
23限定板
23a凹部
24水平板
24c彈簧
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。免震裝置的主要構(gòu)件包括設(shè)置于固定基板11上的支承件12 ；以及通過縱橫滑動(dòng)軌道13、13、14、14支承的移動(dòng)機(jī)架20(圖1、圖2)。此外，移動(dòng)機(jī)架20上裝設(shè)有限制板23。固定基板11是固定于地表F上的底座Ila的上表面的塊體。固定基板11的上表面立設(shè)有支承件12用的引導(dǎo)筒12a，引導(dǎo)筒12a內(nèi)收納有對(duì)支承件12朝上方施力的壓縮彈簧12b。支承件12采用在與引導(dǎo)筒12a的內(nèi)徑配合的本體部12c的上端加設(shè)球12d的結(jié)構(gòu)，本體部12c的下端垂設(shè)有用于與壓縮彈簧12b組合的小徑部12e?；瑒?dòng)軌道13、13被組合成相對(duì)于固定基板11可自由滑動(dòng)。此外，各滑動(dòng)軌道13 的兩端分別固定有滑動(dòng)塊13a (圖3、圖4)，與滑動(dòng)軌道13、13垂直的滑動(dòng)軌道14和滑動(dòng)塊 13a、13a被組合成自由滑動(dòng)。此外，移動(dòng)機(jī)架20通過底板21組裝于滑動(dòng)軌道14、14上，底板21的中心部形成有供固定基板11上的支承件12用的引導(dǎo)筒1 從下朝上貫通的大直徑的圓孔21a。移動(dòng)機(jī)架20采用在正方形的底板21的四角部立設(shè)支柱22、22...(圖1、圖2)，并將限制板23朝下旋緊于支柱22、22...的上端的結(jié)構(gòu)。限制板23的下表面形成有圓錐形的凹部23a (圖2、圖5)。在限制板23的凹部23a的頂部的半徑Rl彡IOmm的范圍形成凹的曲率半徑Ra > Rb的曲面。其中，Rb是支承件12的上端的球12d的表面所形成的球面的凸的曲率半徑。 此外，在半徑Rl > IOmm的范圍形成與頂部的曲面連續(xù)的周邊部的傾斜面，傾斜角θ = 10° 士2°。限制板23上裝設(shè)有水平板24 (圖1、圖幻。水平板M的四角部分別垂設(shè)有腳Ma， 各腳2 用的帶邊緣有底的引導(dǎo)套管24b朝下地加設(shè)于限制板23的四角部。此外，各引導(dǎo)套管Mb內(nèi)收容有對(duì)腳2 朝上施力的彈簧Mc (圖6)。彈簧2 例如是螺旋彈簧，彈簧 24c的下端、上端分別與引導(dǎo)套管24b的底面、腳2 的下表面連結(jié)。即，彈簧2 通過上下伸縮產(chǎn)生朝下的拉伸力和朝上的壓縮力。移動(dòng)機(jī)架20通過縱橫滑動(dòng)軌道13、13、14、14被支承成相對(duì)于固定基板11上的支承件12沿水平方向自由相對(duì)移動(dòng)。但是，移動(dòng)機(jī)架20在地震不發(fā)生的靜的狀態(tài)下復(fù)原到規(guī)定位置以使位于支承件12的上端的球12d位于限制板23的凹部23a的頂部。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生、固定基板11在水平方向上橫向搖晃時(shí)，移動(dòng)機(jī)架20相對(duì)于固定基板 11的支承件12沿水平方向相對(duì)移動(dòng)，支承件12的上端的球12d與限制板23的凹部23a的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸地離開凹部23a的頂部做相對(duì)移動(dòng)。在此，被壓縮彈簧12b施加朝上的作用力的支承件12基于凹部23a的傾斜面的傾斜角θ產(chǎn)生使限制板23、移動(dòng)機(jī)架20復(fù)原到規(guī)定位置的回復(fù)力，并在阻礙限制板23的相對(duì)移動(dòng)的方向上產(chǎn)生摩擦力，使產(chǎn)生于移動(dòng)機(jī)架 20的水平板M上所載置的免震對(duì)象物的物品所產(chǎn)生的響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方降低。 但是，地震波的縱向搖晃通過對(duì)水平板M的腳Ma、Ma...朝上施力的彈簧Mc、Mc...被阻斷。這是由于彈簧Mc、Mc...上下伸縮動(dòng)作將水平板對(duì)保持于沒有地震時(shí)的靜的位置。圖7是根據(jù)1995年兵庫縣南部地震的實(shí)際地震波，免震裝置的模擬分析數(shù)據(jù)的一例。根據(jù)圖7(A)可知，當(dāng)凹部23a的傾斜面的傾斜角θ =8° 12°時(shí)，有效地降低了產(chǎn)生于移動(dòng)機(jī)架20的響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方。此外，根據(jù)圖7(B)可知，當(dāng)壓縮彈簧12b的彈簧系數(shù)k = 4000 6000N/m時(shí)，有效地降低了響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方。其中，圖7 的縱軸表示響應(yīng)加速度(m/s2)、相對(duì)變位(m)的各最大值。此外，即便使用2004年新潟縣中越地震的地震波做模擬分析也得到了大致相同的結(jié)果，與試驗(yàn)結(jié)果也很好地一致。此外，根據(jù)實(shí)際的地震波的加振試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一例如圖8所示。圖8(A)是輸入地震波的加速度波形，圖8(B)、圖8(C)分別是產(chǎn)生于移動(dòng)機(jī)架20的響應(yīng)加速度、相對(duì)變位的實(shí)際波形。根據(jù)圖8可知，響應(yīng)加速度大致降低至1/3，相對(duì)變位大致降低至85mm。將固定基板11變成平板狀，并能通過輔助板15組裝移動(dòng)機(jī)架20用的縱橫滑動(dòng)軌道 13、13、14、14(圖 9、圖 10)。輔助板15的下表面的滑動(dòng)軌道13、13與固定基板11上的滑動(dòng)塊lib、lib...被組合成自由滑動(dòng)。此外，移動(dòng)機(jī)架20的底板21的下表面的滑動(dòng)導(dǎo)軌14、14與輔助板15上的滑動(dòng)塊13a、13a...被組合成自由滑動(dòng)。此外，為使固定基板11上的支承件12用的引導(dǎo)筒 12a從下朝上貫通，在輔助板15上形成有與底板21的圓孔21a同樣的大直徑的圓孔15a。移動(dòng)機(jī)架20的支柱22、22...分別通過支架22a、2 立設(shè)于底板21的四角部。此外，水平板M的四角部的腳Ma、Ma...分別從上朝下自由滑動(dòng)地貫通限制板23的四角部的引導(dǎo)套管Mb，引導(dǎo)套管24b上安裝有對(duì)水平板M朝上施力的彈簧Mc。此外，彈簧2 的下端、上端分別與引導(dǎo)套管Mb的上端面、和水平板M的下表面一體的腳Ma的上端的外凸緣的下表面連結(jié)。地震時(shí)，通過引導(dǎo)軌道13、13、14、14，移動(dòng)機(jī)架20沿水平方向相對(duì)移動(dòng)，與先前的實(shí)施方式相同，能有效地保護(hù)水平板M上載置的物品免于地震的搖晃。也可改變裝設(shè)于移動(dòng)機(jī)架20的限制板23的下表面的凹部23a的截面形狀(圖 11)。圖11㈧再次表示圖5的形狀，在頂部的半徑R彡Rl = IOmm的范圍形成截面圓弧狀的曲面，在半徑R> Rl的范圍形成與頂部的曲面連續(xù)的周邊部的傾斜面(傾斜角θ = 10° 士 2° )。圖Il(B)中，將周邊部的傾斜面形成傾斜角θ = Θ1、Θ = Θ2兩個(gè)階段，并以半徑R = R2 = 50謹(jǐn)劃分。此外，傾斜角θ例如為θ 1 = 10° 士3°，θ 2 = 7° 士3°。 圖11 (C)中，將周邊部的傾斜面形成三個(gè)階段，半徑R = Rl = IOmm R2 = 50mm的傾斜角θ 1 = 10° 士2°、半徑R = R2 = 50讓 R3 = 100讓的傾斜角θ 2 = 7° 士3°、半徑 R彡R3 = 100讓的傾斜角θ 3 = 8° 士2°。其中，圖Il(B)中，θ 1 > θ 2，圖 Il(C)中，θ 1 > θ 3 > θ 2?？纱_認(rèn)圖 Il(B)比圖Il(A)的響應(yīng)加速度、相對(duì)變位雙方的降低效果佳，圖Il(C)比圖Il(B)更佳。此外，圖 Il(C)中，若θ 1 > θ 2> θ 3，則相對(duì)變位變大，但能抑制響應(yīng)加速度，若θ 1 < θ 2< θ 3， 則能抑制相對(duì)變位，但響應(yīng)加速度變大。以上說明中，為使支承件12的上端與限制板23的凹部23a的內(nèi)表面平滑地滑動(dòng)接觸，也可形成朝上方凸的球面，沒有必要一定要加設(shè)球12d。例如，也可只將外徑足夠的圓棒狀支承件12的上端加工成圓頂狀。
權(quán)利要求
1.一種免震裝置，其特征在于，包括支承件，該支承件在固定基板上通過壓縮彈簧朝上施力；移動(dòng)機(jī)架，該移動(dòng)機(jī)架被與所述固定基板組合的縱橫滑動(dòng)軌道支承，并相對(duì)于所述支承件在水平方向上自由相對(duì)移動(dòng)；以及水平限制板，該限制板裝設(shè)于所述移動(dòng)機(jī)架，并在下表面形成圓錐形的凹部， 所述支承件一邊通過上端的球面與所述凹部的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸，一邊使所述移動(dòng)機(jī)架復(fù)原到規(guī)定位置。
2.如權(quán)利要求1所述的免震裝置，其特征在于，所述凹部通過使頂部的曲面和與所述曲面連續(xù)的周邊部的傾斜面組合而形成。
3.如權(quán)利要求2所述的免震裝置，其特征在于，所述傾斜面通過使傾斜角不同而形成多個(gè)階段。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的免震裝置，其特征在于，將通過多個(gè)彈簧保持的水平板裝設(shè)于所述移動(dòng)機(jī)架。
全文摘要
一種免震裝置，能降低由于地震波產(chǎn)生的響應(yīng)加速度和相對(duì)變位雙方，包括在固定基板(11)上通過壓縮彈簧(12b)朝上施力的支承件(12)；被縱橫滑動(dòng)軌道(13、13、14、14)支承成在水平方向上自由相對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)架(20)；以及水平限制板(23)，支承件(12)通過上端的球面與限制板(23)的凹部(23a)的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102206949SQ201010157910
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者新谷真功, 西野俊明 申請(qǐng)人:江沼鏈條制作所