JP2000055118A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下部構造物上の上面に形成された凹球面に複
数の小ボールを介して大ボールを入れ、大ボールで上部
構造物を支持した転がり免震装置において、その各ボー
ルの回転性を改善して免震性能を上げる。 【解決手段】 下部構造物１の固定盤１１の上面に形成
された凹球面１２に複数の小ボール１３を保持器１５で
回転可能に保持して配置し、複数の小ボール１３で１個
の大ボール１４を回転可能に支持した免震装置で、地震
で固定盤１１が横揺れすると大ボール１４が上部構造物
２の下面に沿って回転し、この回転で小ボール１３が凹
球面１２に沿って転動してこれと共に保持器１５も移動
し、この保持器１５の移動で小ボール１３の回転性が安
定して大ボール１４が円滑に回転し、固定盤１１が横揺
れしても上部構造物２を静止させる免震性能が安定して
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震などの横揺れ
を吸収して美術品等の展示物や横揺れに弱い精密機械類
を保護する用途に有効な免震装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記免震装置として、図５に示すような
転がり免震装置が知られている。同図の免震装置は、建
造物の床等の下部構造物１と展示品陳列台等の上部構造
物２の間の複数箇所に設置されるもので、下部構造物１
上に固定された固定盤４と、固定盤４の略水平な上面に
形成された凹球面５に各々回転可能に嵌入された複数の
小ボール６と１個の大ボール７を有する。凹球面５に複
数の小ボール６を介して大ボール７が受支され、凹球面
５上に突出する大ボール７の頂面で上部構造物２の略水
平な座面３が支持される。

【０００３】固定盤４の凹球面５は略半球面で、その上
端開口にボール飛び出し防止用のストッパー８が固定さ
れる。複数の小ボール６の外径は、凹球面５の半径とこ
の半径より小さい大ボール７の半径の差に相当する。複
数の小ボール６が凹球面５と大ボール７の間に収容され
て大ボール７を凹球面５に支持し、大ボール７が凹球面
５と同心状態で回転する。

【０００４】地震で下部構造物１と固定盤４が横揺れす
ると、大ボール７が上部構造物２の座面３との摩擦抵抗
で回転して座面３を横移動し、この大ボール７の回転で
複数の各小ボール６が同方向に凹球面５に沿って転動
（公転）する。大ボール７の回転と小ボール６の転動
で、固定盤４が横揺れしても上部構造物２は横揺れせず
に静止して、美術品等の展示物や横揺れに弱い精密機械
類の地震による転倒や破損等の発生を抑制する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】固定盤４が横揺れして
大ボール７が回転し、小ボール６が転動すると、隣接す
る小ボール６同士が衝突したり離れたりして不安定な状
態で転動するために、複数の各小ボール６の回転性にば
らつきが発生し、このばらつきで大ボール７の回転性も
不安定になることがある。また、凹球面５で小ボール６
が転動する場合、その移動方向の最上部の小ボール６が
ストッパー８へと押し上げられてストッパー８に摩擦接
触し、このときの摩擦抵抗で小ボール６の回転性が低下
して大ボール７の回転性を損なうことがある。そのた
め、各小ボール６の回転性のばらつきや、一部の小ボー
ル６の回転性の低下が原因して、転がり免震装置の免震
性能が不安定になることがある。

【０００６】本発明の目的は、小ボールと大ボールの回
転が常に円滑に行われるようにして免震性能を安定させ
た免震装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、下部構造物上
の固定盤の略水平な上面に形成された凹球面に複数の小
ボールとこの小ボールより大径の１個の大ボールを、凹
球面と大ボールの間で小ボールが転動することで大ボー
ルが凹球面と同心状態で回転するように収容し、凹球面
から突出する大ボールとの点接触で上部構造物の略水平
な座面を支持するようにした免震装置において、複数の
小ボールを、この各小ボールの間隔を所定に保持する保
持器により回転自在に凹球面と大ボールの間で保持した
ことにより、上記目的を達成するものである。

【０００８】ここで、保持器は固定盤の凹球面に合う凹
球板で、複数箇所に小ボールが収容されるボール保持穴
を有する。この保持器のボール保持穴に収容された小ボ
ールが転動することで保持器も小ボールと共に移動し、
複数の各小ボールの間隔を一定に保ち、各小ボールの回
転性を安定したものにして結果的に大ボールの回転性を
安定させる。

【０００９】また、本発明では、保持器の下面側の複数
箇所に、先端面が凹球面に摺動可能に接触して保持器と
凹球面の間隔を一定に維持する突起を形成することが望
ましい。ここでの突起は、固定盤の凹球面と保持器の間
隔を安定したものにして凹球面での保持器の移動を安定
させる。

【００１０】

【発明の実施の形態】第１の実施形態を図１乃至図３に
示し、また、第２の実施形態を図４に示して、以下、順
に説明する。

【００１１】図１の第１の実施形態に示される免震装置
は、図５の免震装置と同様に建造物の床等の下部構造物
１と展示品陳列台等の上部構造物２の間の複数箇所に設
置されるもので、下部構造物１上に固定された固定盤１
１と、固定盤１１の略水平な上面に形成された凹球面１
２に回転可能に収容された複数の小ボール１３と１個の
大ボール１４と、本発明の特徴とする保持器１５と、凹
球面１２からの大ボール１４と保持器１５の飛び出しを
防止するカバー２０とを有する。凹球面１２に複数の小
ボール１３を介して大ボール１４が受支され、凹球面１
２上に突出する大ボール１４の頂面で上部構造物２の略
水平な座面３が支持される。

【００１２】固定盤１１の凹球面１２は略半球面で、こ
の凹球面１２と同心球状の保持器１５で保持されて複数
の小ボール１３が凹球面１２に配置される。複数の各小
ボール１３の径は、凹球面１２の半径とこの半径より小
さい大ボール１４の半径の差に相当する。保持器１５で
保持された複数の小ボール１３が凹球面１２と大ボール
１４の間に収容されて大ボール１４を凹球面１２に支持
し、大ボール１４が凹球面１２と同心状態で回転する。

【００１３】図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、保持器１
５は凹球面１２に合う略半球板で、小ボール１３が回転
可能に収容されるボール保持穴１６が形成される。尚、
保持器１５は、例えば摺動特性の良好な樹脂材料で形成
することができる。各ボール保持穴１６に小ボール１３
が１個ずつ収容されて保持された状態で、保持器１５と
複数の小ボール１３が凹球面１２に配置され、その各小
ボール１３上に１個の大ボール１４が設置される。

【００１４】固定盤１１の凹球面１２に小ボール１３を
介して大ボール１４が設置された後、固定盤１１上にカ
バー２０が固定される。カバー２０は、大ボール１４の
頂面部から下を非接触で覆う頂部開口のドーム板で、そ
の頂部開口２１から大ボール１４の頂面部が突出する。
固定盤１１が地震などで上下に振動して、大ボール１４
が凹球面１２から上に少し飛び上がるとカバー２０の頂
部開口２１のエッジに当接して、大ボール１４が凹球面
１２から外に飛び出さないようにしてある。

【００１５】また、カバー２０の内面は、凹球面１２の
上端開口面から上にいくほど徐々に大ボール１４に接近
するようにして、凹球面１２から保持器１５と小ボール
１３が飛び出さないようにしてある。このようにカバー
２０を固定盤１１に設置することで、免震装置の運搬や
下部構造物１への設置時に大ボール１４、保持器１５、
小ボール１３の飛び出しが無くてその取り扱いが容易に
なる。

【００１６】図１の免震装置において、地震で下部構造
物１と固定盤１１が横揺れすると、大ボール１４が回転
して上部構造物２の座面３を横移動し、この大ボール１
４の回転で複数の各小ボール１３が同方向に凹球面１２
に沿って転動し、この転動で保持器１５も小ボール１３
と一体となって移動する。大ボール１４の回転と小ボー
ル１３の転動で、固定盤１１が横揺れしても上部構造物
２は横揺れせずに静止して、美術品等の展示品の地震に
よる転倒や破損等の発生を抑える。

【００１７】大ボール１４の回転に伴う小ボール１３の
転動が常に保持器１５のボール保持穴１６の中で行われ
るため、各小ボール１３は互いに衝突することなく、ま
た、転動してもカバー２０等の別部材に接触することな
く、しかも、隣接する小ボール１３同士が一定の間隔を
維持した安定した条件下で回転する。その結果、各小ボ
ール１３の回転性が常に安定して、大ボール１４の回転
性も安定して得られ、免震装置の免震性能が向上し、か
つ、安定する。

【００１８】以上の免震動作の具体例を説明する。例え
ば大ボール１４に直径５０ｍｍのボールを使用し、小ボ
ール１３に直径１／４インチのボールを使用した場合、
大ボール１４の回転角を１とすると小ボール１３と保持
器１５の転動角は０．４〜０．５倍となる。また、図３
に示すように、固定盤１１がその許容最大横揺れ量の例
えば３０ｍｍ動いた場合に大ボール１４は６８．８°回
転し、保持器１５は３０．５°転動（公転）する。この
とき、図３の保持器移動方向の最先端の小ボール１３'
が凹球面１２を飛び出さず、保持器移動方向と逆方向の
最後端の小ボール１３" が大ボール１４の重心線Ｗより
移動方向逆方向の（図３の）右側に位置するようにし
て、大ボール１４が上部構造物２の荷重を安定して受け
るようにしてある。

【００１９】尚、大ボール１４と小ボール１３の各ボー
ルサイズは固定盤１１の許容最大横揺れ量に応じて設定
されるもので、このボールサイズの選択で固定盤１１の
許容最大横揺れ量が変更される。

【００２０】図４に示される第２の実施形態の免震装置
は、保持器１５の下面の複数箇所に突起１７を一体に突
設して、突起１７で保持器１５を凹球面１２に支持させ
るようにしたものである。この突起１７は先端面が凸球
面で、この先端凸球面を凹球面１２に円滑に摺動させる
ことで、保持器１５が凹球面１２と一定の間隔を保って
円滑に移動し、これによって小ボール１３の転動がより
円滑となり、大ボール１４の回転がより円滑となって、
免震性能が向上する。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、凹球面と大ボールの間
に配置された複数の小ボールを保持器で保持して、大ボ
ールの回転時に小ボールが保持器と共に凹球面に沿って
転動するので、複数の各小ボールは互いに衝突すること
なく、転動してもカバー等の別部材に接触することな
く、常に安定した条件下で転動して大ボールの回転性を
円滑なものにして、免震装置の免震性能の改善と安定化
が図れる。

【００２２】また、保持器の下面に設けた突起により保
持器が凹球面上で移動することで、保持器の移動が摩擦
抵抗少なくして円滑に行われ、これにより大ボールの回
転がより円滑となって、免震性能がより一層に向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す免震装置の縦断
面図

【図２】（Ａ）は図１の免震装置における保持器の平面
図 （Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図

【図３】図１に示す免震装置の動作時の断面図

【図４】本発明の第２の実施形態を示す免震装置の縦断
面図

【図５】従来の免震装置の縦断面図

【符号の説明】

１ 下部構造物 ２ 上部構造物 ３ 座面 １２ 凹球面 １３ 小ボール １４ 大ボール １５ 保持器 １７ 突起

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部構造物上の上面に形成された凹球面
   に複数の小ボールとこの小ボールより大径の１個の大ボ
   ールを、凹球面と大ボールの間で小ボールが転動するこ
   とで大ボールが凹球面と同心状態で回転するように収容
   し、凹球面から突出する大ボールとの点接触で上部構造
   物の略水平な座面を支持するようにした免震装置におい
   て、 複数の小ボールを、この各小ボールの間隔を所定に保持
   する保持器により回転自在に凹球面と大ボールの間で保
   持したことを特徴とする免震装置。
2. 【請求項２】 上記保持器の下面側の複数箇所に、先端
   面が凹球面に摺動可能に接触して保持器と凹球面の間隔
   を一定に維持する突起を形成したことを特徴とする請求
   項１記載の免震装置。