TWI604111B - Three-dimensional direction shock absorber - Google Patents

Description

一種三維方向之避震裝置

本發明係有關於一種避震裝置，尤指針對三維方向之避震之一種三維方向之避震裝置。

天然災害不可避免其發生，但人們可以減少災害帶來的損失，然，於地震發生時，精密機械或電子儀器設備可能因為受到強烈的加速度衝擊而導致內部元件受損，造成儀器設備的功能運轉不正常或喪失。而台灣處於斷層帶，地震頻繁，經日本福島核災後政府更加重視地震發生時的核能安全，而修法提高核電相關儀器設備的防震層級，透過在儀器設備下方加設避震器，可在儀器設備本身不作汰換的情況下，提升整體的防震層級，而維護核電相關儀器設備與國人安全。

避震器可將地震造成的地表振動隔離，使得置於避震系統上方的物體受到較小的衝擊，避震器可安裝於儀器設備下方，不影響既有儀器設備，管線維持正常，避震器本身幾乎無需維修保養。

避震器為一具相當有柔性的地震抵抗系統，受到一般型地震侵襲時，避震器會使上部承載之儀器設備呈現幾近於剛體的反應，如此一來，儀器設備本身的形變減少，內部構件損壞的機率也能大幅降低。

中華民國專利公告號TW M283083揭示了一種多功能之軌道式抗震 裝置，其指出將一對平直型滑軌以交錯或平行方式設置，並在兩平直型滑軌間設置一滑動連結裝置，利用滑動連結裝置中彈性元件的作用，提供基板與載板之間的隔震、減振及自動復位等效能，但滑軌受垂直方向的力時，會受到應力破壞，另載板與其承載物體的重量主要以滑軌的交點支撐，容易造成交點部位產生形變，且僅設置一組兩條軌道時，載板不易保持平衡而容易傾倒，造成軌道式抗震裝置本身或承載物體受損。

中華民國專利公告號M313692揭示了一種具多向不同頻率的避震器，其指出在基板與載板的相向面之間設置一滑動連結裝置，並在基板設置弧形凹面、在載板設置單向滑軌，使滑動連結裝置的兩端滑塊可分別與弧形凹面及單向滑軌接觸滑動，此外滑動連結裝置的兩個滑塊之間利用萬向軸承連結，而可在不同方向產生不同的隔震減振頻率及位移量，雖然增加弧形曲面而可提供二維平面多方向的減振效果，但同樣會有單向滑軌受垂直方向的力時容易受應力破壞以及僅設置一組避震器時支點較小，元件容易受壓形變且載板不易保持平衡等問題。

中華民國專利公告號I306911揭示了一種具靜動力交換機制的避震裝置，其指出在基板與載板的相向面對應地設置一組以上的凹面，在各組凹面中並設置一可滾動的球體，球體與凹面可配合設置阻尼，加強減振效果，另其更在基板上凹面以外的位置設置靜力承載體，使地震未發生時載板與其承載物體的重量主要以靜力承載體承載而避免壓力使阻尼產生磨耗或永久變形的問題，但其於水平方向的限位功能較差，地震較為劇烈時，載板可能由基板上方脫離飛出，而造成避震裝置本身或承載物體受損。

現有的專利文獻中，雖然有利用軌道、滾珠或萬向軸承減少載板水平方向位移的技術，配合彈簧或阻尼元件達到避震效果，然而本身多有垂直方向或水平方向避震效果較差以及載板容易傾倒等缺點，因此在結構上仍有改進空間。

經向上述目標努力後，發明人針對習知技術缺點作改良，提出的用於降低震動影響之避震器，在載台和基座間加設載座，並在載座和基座間設置第一彈性件以提供垂直方向的避震效果，且將第一限位槽設置在載座頂部，利用滑動件減少載台和載座之間的水平方向相對位移，使本發明可以達到三維方向的良好避震效果，並在載台四周加設第二彈性件連接於底板或側壁，除了對載台產生水平方向位移的限制，也可利用彈簧的彈性加強水平及垂直方向的避震效果，相較於目前已知的避震器，本發明採用的結構避震效果更好，並且更為耐用。

本發明之主要目的，在於提供一種三維方向之避震裝置，其具有水平及垂直方向避震能力的效果。

本發明之次要目的，在於提供一種三維方向之避震裝置，其具有防止結構偏移或防止結構影響避震效果之設計。

為達上述所指稱之目的之功效，本發明係提供一種三維方向之避震裝置，其具有一基座，該基座具有一底板與複數側壁，於該底板上設置複數側壁以形成一容置空間，於該容置空間內之底板上設置至少一第一彈性件，於該第一彈性件之上設置一載座，且該載座設置於該容置空間內，該載座頂部則設有至少一第一限位槽 ，該第一限位槽內具有一滑動件，於該滑動件上設有一載台，且該載台之四周設有複數第二彈性件，該些第二彈性件一端連接該載台，而另一端則連接該底板。

再者，本發明基於上述結構，將該些第二彈性件之連接關係做改變，更進一步能將該些第二彈性件之一端連接該載台，而另一端直接連接該側壁，具有與上述結構相同之避震效果。

另外，本發明於上述結構上更進一步於該底板上設置第一凹口容置該第一彈性件，更可於該載台之底部設置相對於該第一凹口件之第二凹口件容置該第一彈性件，也將該側壁上端外側設置一斜部，能降低對於該第二彈性件之影響。

10‧‧‧基座

110‧‧‧底板

111‧‧‧第一凹口

120‧‧‧側壁

121‧‧‧斜部

130‧‧‧容置空間

20‧‧‧載座

210‧‧‧第一彈性件

211‧‧‧第二凹口

220‧‧‧第一限位槽

230‧‧‧滑動件

30‧‧‧載台

310‧‧‧第二彈性件

320‧‧‧第二限位槽

330‧‧‧限位件

第一圖：係本發明之立體結構圖；第二A圖：係本發明之一種實施例結構剖面圖；第二B圖：係本發明之一種實施例上視圖；第三圖：係本發明之另一種實施例結構剖面圖；第四圖：係本發明之另一種實施例上視圖；第五圖：係本發明之第一凹口與第二凹口示意圖；第六A圖：係本發明之第二限位槽示意圖；第六B圖：係本發明之限位件示意圖；第七圖：係本發明之側壁之切角部示意圖；以及第八圖：係本發明之另一種實施例結構剖視圖。

茲為使 貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之較佳實施例及配合詳細之說明 ，說明如後：本發明針對習知技術上雖然有利用軌道、滾珠或萬向軸承減少載板水平方向位移的技術，配合彈簧或阻尼元件達到避震效果，然而本身多有垂直方向或水平方向避震效果較差以及載台容易傾倒等缺點，因此在結構上仍有改進空間，故，本發明提供一種三維方向之避震裝置，可以達到三維方向的良好避震效果，相較於目前已知的避震器，本發明採用的結構避震效果更好，並且更為耐用，係一種具有新穎性及進步性之發明。

請參閱第一圖，本發明之外觀為一種設置複數彈簧之結構，利用本發明之結構可達到三維方向之良好避震效果，再請一併參閱第二A圖及第二B圖，本發明係為一具有三維方向之避震裝置，其包含有一基座10、，該基座10具有一底板110與複數側壁120，於該底板110之上設置該些側壁120，並使該底板110與該些側壁120形成一容置空間130，於該容置空間130內具有至少一第一彈性件210，並將該第一彈性件210設置於該底板110之上，於該第一彈性件210之上設置一載座20，而該載座20之頂部則設有至少第一限位槽220，該第一限位槽220之內更設有一滑動件230，再於該滑動件230之上設置一載台30，該載台30之側邊連接設置複數第二彈性件310之一端，該些第二彈性件310之另一端則連接該底板110。

本發明利用該載台30上承載一物體，於本發明之避震裝置與該物體受到外力影響而晃動時，該底板110上之該些第一彈性件210會受到外力影響而上下伸縮晃動，該載台20也會受到第一彈性件210之伸縮晃動而上下晃動，但該些第一彈性件210與該載台20皆 受到側壁120限制水平方向之移動僅能上下位移。接著，本發明之該載座20頂部之滑動件230上設置該載台30，該載台30因受到載台30與物體之重力緊貼於該滑動件230之上，使該載台30與該滑動件230於受到外力時，做水平方向之相對位移，另外，該第二彈性件310於物體與載台30晃動時，限制物體與該載台30水平方向與垂直方向之位移，使該載台30作小幅度之震動。

承上所述，本發明係於利用於載台30上擺放儀器、精密機械或精密結構甚至於大型建築等等，並不限定該載台30之承載物，該載台30係利用該基板10之該複數側壁120形成一容置空間130，將該載座20設於該第一彈性件210之上，利用該第一彈性件210緩衝物體於該載座20上之該載台30以及該載台30上之承載物重量，且該載座20設置於該容置空間130內可限制該載座20之水平方向之運動，使該第一彈性件210不受到該載座20之水平運動影響而分散第一彈性件210垂直方向之彈力，故，於該載台30無承載物時，該些側壁120之高度應大於該載座20與該底板110之間因該第一彈性件210所撐起之距離。

而於該載座20之頂部設有第一限位槽220，於該第一限位槽220內具有該滑動件230，該載台30設於該滑動件230之上，該載台30受到該滑動件230與該第一限位槽220之水平方向限制，利用該滑動件230減少該載座20與該載台30間之水平相對運動，且利用該第一限位槽220為圓弧曲面，該第一限位槽220之圓心處最低而慢慢向周圍延伸至圓周處為最高，因該載台30上之承載物重量使該滑動件230受到向下之力，促使該滑動件230因受到向下之力與圓心處為最低點之關係，產生該滑動件230具有向該第一限位槽220之 中心處滑動之力量，而該滑動件230之高度應大於該第一限位槽220之深度，使該載台30僅接觸於該滑動件230之上。

另外，於該載台30之側邊連接複數第二彈性件310之一端，再將該些第二彈性件310之另一端連接於該底板110上，利用該些第二彈性件310對於該載台30具有水平面上之平衡拉力與向下拉力以限制該載台30之水平方向與垂直方向之運動，該些複數第二彈性件310之數量應至少三個以上，三個第二彈性件310往三個不同方向同時施力才能滿足於水平面上之力平衡最小要求。

本發明利用於底板110與該載座20之間設置至少一第一彈性件210，使該載台30上之承載物受到垂直方向之外力時，能藉由該第一彈性件210之彈力緩衝該垂直方向之外力，且利用複數側壁120能加強該第一彈性件210之力不會散失於水平方向，加強垂直方向之避震效果；利用該第一限位槽220與該滑動件230之關係，使該載台30上之承載物受到水平方向之外力時，能藉由該滑動件230減緩該載台30與載座20之間相對水平運動，加強水平方面避震效果；利用複數第二彈性件310連接該載台30與該底板110之間，藉以限制該載台30與水平方向之力平衡與增加向下之拉力，使載台30能穩固設於該滑動件230之上，另外，也能加強該水平方向與垂直方向之避震效果。

請參閱第三圖，本發明依承載物之重量調整該第一彈性件210之設置數量，承載物重量越重，則所需增設之該第一彈性件210就越多，加強垂直方向之避震效果，另外，該第一限位槽220與該滑動件230也可依承載物之重量調整所設置之數量，以加強水平方向之避震效果，本發明並不限定增設數量多寡，可依需求增減 數量。

請參閱第四圖，本發明於該載台30之側邊設置複數第二彈性件310，並不限定設置該第二彈性件310之數量，最少需求應滿足至少三個第二彈性件310，並平均設置於三個方向並達到水平面上之力平衡，設置四個第二彈性件310則具有兩組相對位置之設置以達到平面上之力平衡，而第四圖係本發明之其中一種實施例，其設置八個第二彈性件310具有四組相對之力平衡，其僅為代表本發明之其中一種實施例，該些第二彈性件310必須滿足水平面上力平衡之設置。

請參閱第五圖，其係本發明於該底板110上增設一第一凹口111以容置相對應之該第一彈性件210，其係將該第一彈性件210設置於該第一凹口111內，以固定該第一彈性件210不因為外力影響偏移該第一彈性件210於底板110之位置，該第一凹口111之深度小於該第一彈性件210壓縮後之高度；另外，於該載座20之底部增設一第二凹口211以容置相對應之該第一彈性件210，其係將該第一彈性210設置於該第二凹口211內，以固定該第一彈性件210不因為外力影響偏移該第一彈性件210與該載座20位置，該第二凹口211之深度小於該第一彈性件210壓縮後之高度；也可以同時設置該第一凹口111與該第二凹口211更能有效固定該第一彈性件210之位置，其第一凹口111之深度加上第二凹口211之深度需小於該第一彈性件210壓縮後之高度，利用上述方法固定該第一彈性件210之位置能使該第一彈性件210不因受到外力偏離位置產生歪斜後，使部分力量分散於水平方向，而減少該第一彈性件210於垂直方向之力。

請參閱第六A圖，其系為本發明於該載台30之底部增設複數第二限位槽320，該些第二限位槽320係對應於該第一限位槽220所設置，該第二限位槽320為可為曲面或平面凹槽等，該第二限位槽320之主要目的係為限制該滑動件230之水平活動範圍，該第一限位槽220之深度加上該第二限位槽320之深度小於該滑動件230之高度；另外，請參閱第六B圖，也能於該載台30之底部增設複數限位件330，該限位件330為凸塊類之阻擋件，其目的也同樣係為限制該滑動件230之水平活動範圍，利用上述兩種方式皆為防止該滑動件230因外力衝擊過大之類原因，造成該滑動件230輕易之滑出該第一限位槽220，增設該第二限位槽320或該限位件330更可穩固該避震裝置之結合度。

請參閱第七圖，其系為本發明於該側壁120之上端外側進行切角處理，以產生一斜部121，其係為防止該些第二彈性件310因外力產生晃動時，造成該第二彈性件310因晃動過大會受到側壁120之上端外側卡住或勾到等影響，使避震效果也會跟著受到影響，故，設置斜部121可降低此種影響。

請參閱第八圖，其系為本發明之另一種實施例，於第二A圖所舉之實施例差異在於將該載台30之四周連接第二彈性件310之一端，而該第二彈性件310之另一端則是連接於複數側壁120，其與本發明之第二A圖之實施例具有相同避震效果，皆可利用上述之實施例與增設結構之手段。

綜上所述，本發明為一具有三維方向之避震裝置，其包含有該基座10，該基座10具有該底板110與複數側壁120，於該底板110之上設置該些側壁120，並使該底板110與該些側壁120形成一容置 空間130，於該容置空間130內具有至少一第一彈性件210，並將該第一彈性件210設置於該底板110之上，於該第一彈性件210之上設置一載座20，而該載座20之頂部則設有至少第一限位槽220，該第一限位槽220之內更設有一滑動件230，再於該滑動件230之上設置一載台30，該載台30之四周連接設置複數第二彈性件310之一端，該些第二彈性件310之另一端則連接該底板110或該些側壁120，更進一步增設該些第一凹口111與該些第二凹口211用以容置相對應之該第一彈性件210，於該載台30之底部增設對應該些第一限位槽220之該些第二限位槽320或該些限位件330，而在該些側壁120更增設一斜部121，本發明利用上述方式得到具有水平方向與垂直方向之一種三維方向之避震裝置。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜至准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一較佳較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧基座

110‧‧‧底板

120‧‧‧側壁

130‧‧‧容置空間

20‧‧‧載座

210‧‧‧第一彈性件

220‧‧‧第一限位槽

230‧‧‧滑動件

30‧‧‧載台

310‧‧‧第二彈性件

Claims (22)

1. 一種三維方向之避震裝置，其包含：一基座，具有一底板，於該底板之上設置複數側壁，形成一容置空間；至少一第一彈性件，設置於該容置空間內之該底板之上；一載座，設置於該第一彈性件之上，並設置於該容置空間內，於該載座頂部具有至少一第一限位槽，並於該第一限位槽內具有一滑動件；一載台，設於該滑動件之上；及複數第二彈性件，其一端連接該載台之側邊，另一端連接該底板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，其中該些側壁之高度大於該底板與該載座間之距離。
3. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，其中該滑動件之高度應大於該第一限位槽之深度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，更進一步於該些側壁之上端外側設有一斜部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，更進一步於該底板之上設置一第一凹口以容置相對應該第一彈性件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之避震裝置，其中該第一凹口之深度小於該第一彈性件壓縮後之高度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，更進一步該載座之底面 設有設置一第二凹口以容置相對應該第一彈性件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之避震裝置，其中該第二凹口之深度小於該第一彈性件壓縮後之高度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，更進一步該載台之底部設置對應該第一限位槽之一第二限位槽。
10. 如申請專利範圍第9項所述之避震裝置，其中該滑動件之高度應大於該第一限位槽之深度加上該第二限位槽之深度。
11. 如申請專利範圍第1項所述之避震裝置，更進一步該載台之底部設置對應該第一限位槽之複數限位件。
12. 一種三維方向之避震裝置，其包含：一基座，具有一底板，於該底板之上設置複數側壁，形成一容置空間；至少一第一彈性件，設置於該容置空間內之該底板之上；一載座，設置於該第一彈性件之上，並設置於該容置空間內，於該載座頂部具有至少一第一限位槽，並於該第一限位槽內具有一滑動件；一載台，設於該滑動件之上；及複數第二彈性件，其一端連接該載台，另一端連接該些側壁。
13. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，其中該些側壁之高度大於該底板與該載座間之距離。
14. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，其中該滑動件之高度應大於該第一限位槽之深度。
15. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，更進一步於該些側壁之上端外側設有一斜部。
16. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，更進一步於該底板之上 設置一第一凹口以容置相對應該第一彈性件。
17. 如申請專利範圍第16項所述之避震裝置，其中該第一凹口之深度小於該第一彈性件壓縮後之高度。
18. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，更進一步該載座之底面設有設置一第二凹口以容置相對應該第一彈性件。
19. 如申請專利範圍第18項所述之避震裝置，其中該第二凹口之深度小於該第一彈性件壓縮後之高度。
20. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，更進一步該載台之底部設置對應該第一限位槽之一第二限位槽。
21. 如申請專利範圍第20項所述之避震裝置，其中該滑動件之高度應大於該第一限位槽之深度加上該第二限位槽之深度。
22. 如申請專利範圍第12項所述之避震裝置，更進一步該載台之底部設置對應該第一限位槽之複數限位件。