JP2000065132A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールベアリングを用いた簡単な構成で安価
な耐久性のある小型の免震装置を提供すること。 【解決手段】 建物取付部材１０と基礎取付部材２０と
の間に複数のボールベアリング３０を介在させる。建物
取付部材１０側との間にボールベアリング３０を介在さ
せるボールベアリング受部材２２の円形台部２３の周囲
に、ボールベアリング３０の退避部として溝２４を形成
する。地震時などにおける建物取付部材１０側と基礎取
付部材２０側との間で相対変位が起きると、ボールベア
リング３０の一部が溝２４内に落ち、溝２４内の他のボ
ールベアリング３０が円形台部２３側へ上がり、ボール
ベアリング３０が循環する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールベアリング
を用いた免震装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】免震装置の機能には、鉛直方向には建物
を支え、水平方向に動きやすくする機能と、水平方向の
復元力を与える機能と、水平方向に減衰力を与える機能
との３つの機能が必要である。

【０００３】免震装置として一般的に知られている積層
ゴムは、鉛直方向に建物を支え、水平方向に動きやすく
する機能と、水平方向に復元力を与える機能とを有する
ものである。かかる積層ゴムのうち、鉛入り積層ゴム
は、さらに水平方向に減衰力を与える機能をも有するも
のである。

【０００４】また、鉛直方向に建物を支え、水平方向に
動きやすくする機能を有する免震装置としては、転がり
支承、滑り支承などがよく知られている。

【０００５】さらに、水平方向に減衰力を与える機能を
有するものとしては、鋼材ダンパ、鉛ダンパ、オイルダ
ンパ、粘性体ダンパなどが知られている。

【０００６】厳密には、冒頭に掲げた３つの機能を全て
有するものを免震装置と言うのが妥当であろうが、かか
る機能のうち鉛直方向には建物を支え、水平方向に動き
やすくする機能をのみ有するものを免震装置と呼ぶこと
も多い。本願明細書では、以下、免震装置とは、鉛直方
向には建物を支え、水平方向に動きやすくする機能をの
み有するものを指すこととする。

【０００７】かかる意味での免震装置としては、上記の
ように、ゴムシートと鉄板を相互に重ねあわせて接着し
た構造で、水平方向に動きやすく、上下方向には高い剛
性を有した積層ゴムからなる免震装置がよく知られてい
る。

【０００８】また、ボールベアリングを用いたリニアガ
イドを有する構造の免震装置も知られている。かかる免
震装置では、リニアガイドは循環できるボールベアリン
グを多数組み込んだ移動ブロックに直線のレールを組み
合わせて構成され、ボールベアリングを用いることによ
り非常に小さい摩擦係数でレール上を動けるようになっ
ている。このリニアガイドを直行するように２段に重ね
あわせることにより平面状を自由に、かつ、低い摩擦係
数で動けるように構成されている。

【０００９】ボールベアリングを平面状に自由に動ける
ようにする構成の免震装置も知られている。建物と建物
の基礎の間にボールベアリングを挟むことにより建物を
平面状に自由に動けるようにした免震装置である。かか
る装置では、建物及び基礎には大きな平面を形成するこ
とが必要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
の免震装置では、以下のような問題点が指摘され、かか
る問題点の改善が求められている。

【００１１】免震建物では地震時に免震装置の部分で大
きな変位を生じ、その変位に耐えうる大きな変位能力が
求められる。しかし、軽い建物を免震化しようとすると
積層ゴムの支える荷重が小さくなるため免震装置の直径
は小さく、細長い形状となり、その場合大きな変位を生
じると地震時に座屈を生じて、鉛直方向に荷重を支持で
きなくなるという問題点が指摘されている。

【００１２】また、ボールベアリングを用いたリニアガ
イドを有する構成の免震装置では、レール上をボールベ
アリングを円滑に動かすためには、レールおよびボール
ベアリングの双方に高い精度が求められ、その分高価な
免震装置となり、施工経済性の面から採用し難いという
問題点が指摘されている。

【００１３】また、ボールベアリングを平面状に自由に
動けるように構成した前記従来型の免震装置では、平板
と点接触しているボールベアリングで重量を支えようと
するため、点接触部分にどうしても大きな応力が発生
し、その分平板をへこますか、あるいはボールベアリン
グが壊れ易くなる可能性があることが危惧されている。

【００１４】従来のボールベアリングには、高炭素クロ
ム軸受鋼（ＳＵＪ１、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４，
ＳＵＪ５）、あるいは浸炭軸受鋼（クロム鋼、ニッケル
クロムモリブデン鋼など）、あるいは高温軸受高速度鋼
（ＡＩＳＭ５０）、あるいはステンレス（ＳＵＳ４４０
Ｃ、ＳＵＳ４２０Ｊ２）などが用いられている。

【００１５】これらの材料は硬度、強度ともに高い材料
であるが、免震装置として用いる場合に要求される耐蝕
性、靭性を兼ね備えた材料ではなく、また装置自体が大
きなものとなっている。

【００１６】本発明の目的は、上記問題点を解消するこ
とのできるボールベアリングを用いた新規な免震装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、建物と建物の
基礎との間に設ける免震装置であって、前記免震装置を
前記建物に固定する建物取付部材と、前記免震装置を前
記基礎に固定する基礎取付部材と、前記建物取付部材、
前記基礎取付部材との間に介在させる複数のボールベア
リングと、前記基礎取付部材側に設けた前記ボールベア
リングの退避部とを有し、前記建物取付部材と前記基礎
取付部材とが前記ボールベアリングを介して相対変位す
る際に、前記複数のボールベアリングの一部が、前記建
物取付部材と前記基礎取付部材間と、前記退避部との間
を循環するように構成したことを特徴とする。

【００１８】前記退避部は、前記基礎取付部材上の前記
ボールベアリングを建物取付部材との間に介在させる部
分の周囲に、前記ボールベアリングの落ち込み可能な溝
に形成されていることを特徴とする。

【００１９】本発明の上記構成の免震装置は、建物取付
部材を建物、すなわち建物本体側に取り付けて固定し、
基礎取付部材を建物の基礎に取り付けて固定する。かか
る要領で免震装置を取り付けた建物では、地震が発生す
ると、建物本体側と建物の基礎との間に水平方向に相対
変位を生じようとする力が働く。

【００２０】本発明の免震装置では、ボールベアリング
が基礎取付部材の平板面上を上を転がりながらこの相対
変位を強要することとなる。多数のボールベアリングの
一部、すなわち幾つかは、ある程度上記変位が進むと基
礎取付部材に設けたボールベアリング用の退避部に逃げ
る。逃げるに際しては、退避部に溜まった複数のボール
ベアリング間の隙間に逃げ込むこととなる。

【００２１】退避部にも予めボールベアリングが入れら
れており、逃げ込んできたボールベアリングで一杯にな
ると、その後逃げ込んできたボールベアリングの分、他
のボールベアリングが退避部から、基礎取付部材のボー
ルベアリングを建物取付部材側との間に介在させる部分
へ戻されることとなる。

【００２２】すなわち、本発明の免震装置では、このよ
うに複数のボールベアリングが、建物取付部材と基礎取
付部材間と、退避部との間を行き来、すなわち循環する
こととなる。

【００２３】かかる退避部としては、例えば、基礎取付
部材のボールベアリングを建物取付部材側との間に介在
させる部分の周囲に設けた溝に構成すればよい。かかる
溝の外周には適当な高さの土手を設けておき、退避した
ボールベアリングが外に外れて落ちないようにする必要
がある。

【００２４】かかる溝に構成しておけば、地震時の揺れ
に応じて建物取付部材と基礎取付部材との間に水平方向
に沿った相対変位が生じ、その相対変位がある程度進む
と、上記構成の免震装置の溝に近い側にあるボールベア
リングが、溝の中に退避しているボールベアリング間の
隙間のある箇所に落ちる。

【００２５】一方、溝の中にあったボールベアリング
は、上記溝の中に落ち込んできたボールベアリングによ
り、基礎取付部材と建物取付部材側との間に押し出さ
れ、常に鉛直荷重を支持するのに十分なボールベアリン
グが基礎取付部材上に存在することとなる。

【００２６】本発明の免震装置では、溝および建物取付
部材と基礎取付部材間とに設けるボールベアリングの個
数を、細密充填にして全くボールベアリングの上記循環
ができない程に詰め込んではいけない。

【００２７】また、建物取付部材と基礎取付部材との間
に存在するボールベアリングの数は、上方からの鉛直荷
重を支えることができる数存在するようにして、溝部か
らの循環によりこの数が維持できるようにすることが必
要である。

【００２８】鉛直荷重を支持するボールベアリングには
大きな応力が発生するため、高硬度と高強度を有するよ
うに析出硬化型高珪素ステンレス鋼（例えば、シリコロ
イ鋼（登録商標）として市販されている）を使用すれば
よい。

【００２９】なお、上記析出硬化型高珪素ステンレス鋼
とは、0.５％以下の炭素と、3.０％以上5.０％以下の珪
素と、２％以下のマンガンと、５％以上１０％以下のニ
ッケルと、６％以上１４％以下のクロムと、0.２％以上
１％以下のモリブデンと、0.５％以上３％以下の銅と、
2.０％以下のニオブと残部の鉄とからなるステンレス鋼
である。

【００３０】より詳しくは、上記ステンレス鋼を９００
℃から１０００℃の温度で所定時間維持して急冷し、次
いで６００℃から７００℃の温度で所定時間維持して冷
却し、さらに１０００〜１１００℃の溶体化温度に加熱
して急冷にした状態で加工形成し、その部品をその厚さ
１ｃｍあたり少なくとも１０分間以上４２０℃から５２
０℃の温度で維持して時効硬化させたステンレス鋼であ
る。

【００３１】さらに、その表層部にイオン窒化、または
ＴｉＣ、もしくはＴｉＷをコーティングする表面硬化処
理またはショットピーニングなどの表面改質を施しても
よい。

【００３２】また、建物取付部材、基礎取付部材、特に
重量のかかる部材のボールベアリングに接触する部分に
上記析出硬化型高珪素ステンレス鋼を使用すれば、免震
装置自体を上記同様高硬度、高強度とすることができる
とともに、靱性、耐蝕性を有した装置とすることができ
る。そのため、海岸地域、多湿地域にも有効で、腐蝕性
ガスが発生し易い立地環境でも、免震機能を維持するこ
とができる。

【００３３】さらに、かかる析出硬化型高珪素ステンレ
ス鋼を使用すれば、耐摩耗性、耐熱性をも免震装置に付
与することができ、地震時に建物火災が発生しても、そ
の免震機能を維持させることができる。

【００３４】また、高強度、靱性、耐衝撃性、耐摩耗性
を兼備し、ボールベアリングや受部材の破壊強度が従来
品より高いため、免震装置を小型化することができる。

【００３５】本発明は、建物と建物の基礎との間に設け
る免震装置であって、前記免震装置を前記建物に固定す
る建物取付部材と、前記免震装置を前記基礎に固定する
基礎取付部材と、３個のボールベアリングを、それぞれ
回転可能に独立して保持するボールベアリング保持部材
とを有し、前記ボールベアリング保持部材は、前記３個
のボールベアリングを前記基礎取付部材上に移動可能に
設け、前記ボールベアリング保持部材を前記建物取付部
材側に互いに回転可能に連結したことを特徴とする。

【００３６】本発明は、建物と建物の基礎との間に設け
る免震装置であって、３個のボールベアリングを、それ
ぞれ回転可能に独立して保持し、前記建物側に固定する
建物取付部材側に前記ボールベアリングを移動可能に設
けたボールベアリング保持部材と、３個のボールベアリ
ングを、それぞれ回転可能に独立して保持し、前記基礎
側に固定する基礎取付部材側に前記ボールベアリングを
移動可能に設けたボールベアリング保持部材とを有し、
両ボールベアリング保持部材が互いに回転可能に連結さ
れていることを特徴とする。

【００３７】前記３個のボールベアリングは、前記３個
のボールベアリングより小径の複数の小径ボールベアリ
ングを介して、前記ボールベアリング保持部材に回転可
能に保持されていることを特徴とする。

【００３８】本発明は、建物と建物の基礎との間に設け
る免震装置であって、前記免震装置を前記建物に固定す
る建物取付部材と、前記建物取付部材を支持するボール
ベアリングを受けるボールベアリング受部材と、前記ボ
ールベアリング受部材に設けた前記ボールベアリング用
の退避部と、前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取
付部材と、前記基礎取付部材上にのせられた３個のボー
ルベアリングを、３個それぞれ回転可能に独立して保持
するボールベアリング保持部材とを有し、前記ボールベ
アリング受部材と前記ボールベアリング保持部材とが、
互いに回転可能に連結され、前記建物取付部材と前記基
礎取付部材とが相対変位する際に、前記ボールベアリン
グ受部材側のボールベアリングの一部が、前記建物取付
部材、前記ボールベアリング受部材間と、前記退避部と
の間を循環するように構成されていることを特徴とす
る。

【００３９】前記ボールベアリング、前記建物取付部材
の前記ボールベアリングと接触する部分、前記基礎取付
部材の前記ボールベアリングと接触する部分の少なくと
もいずれかが、析出硬化型高珪素ステンレス鋼で構成さ
れていることを特徴とする。

【００４０】上記構成の本発明の免震装置では、ボール
ベアリング保持部材は、３個のボールベアリングをそれ
ぞれ回転可能に独立して保持しているので、このボール
ベアリングが接触する基礎取付部材上に多少のでこぼこ
があっても、このでこぼこになじんで、地震時の振動に
応じて建物取付部材と基礎取付部材との間の水平方向の
相対変位が起きるように転がることができる。

【００４１】また、上記のようにこの免震装置は、鉛直
方向からの荷重を３点で支持するため、建物を支持する
荷重はそれぞれのボールベアリングでほぼ１／３とな
り、その分かかる免震装置１台で多くの鉛直荷重を支持
することができる。

【００４２】かかる３個のボールベアリングは、大きな
鉛直荷重がかかることを考慮して大径のボールベアリン
グに構成しておけばよい。

【００４３】また、ボールベアリング保持部材とかかる
３個のボールベアリングとの間には、小径のボールベア
リングを介在させることにより、大径の３個のボールベ
アリングを非常に小さな摩擦係数で転がるようにして、
上記地震時の相対変位が円滑に行えるようにすればよ
い。

【００４４】また、かかる構成の免震装置２台を上下２
段に組んで互いにそれぞれ回転自在に連結したような構
成として、一方の免震装置の３個のボールベアリングを
上を向かせて建物取付部材面に接触させ、他方の３個の
ボールベアリングを下を向かせて基礎取付部材面に接触
させることにより、建物取付部材と基礎取付部材の水平
方向の相対変位量を半分にして、より免震装置の小型化
が図れるようにしても構わない。

【００４５】また、前述の退避部を設けた構成の免震装
置の機構部を上方に設け、上記３個のボールベアリング
を設けた構成の免震装置の機構部を下方に設け、両機構
部を互いに回転自在に連結するように構成しても構わな
い。

【００４６】なお、３個のボールベアリング、小径ボー
ルベアリングや、ボールベアリング保持部材、建物取付
部材、基礎取付部材、特に両ボールベアリングが接触す
る部分を少なくとも析出硬化型高珪素ステンレス鋼に形
成しておけば、前述の如く免震装置の高硬度化、高強度
化を図るとともに、靱性、耐蝕性、耐摩耗性、耐熱性を
付与することができる。

【００４７】また、本発明の構成では、前記要領でボー
ルベアリングが使用されているので、本発明を軽量建物
に適用すれば、大きな変位が発生しても座屈を生ずるこ
となく免震機能を発揮させることができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００４９】（実施の形態１）本実施の形態の免震装置
Ａでは、図１に示すように、建物取付部材１０と、基礎
取付部材２０との間にボールベアリング３０が介在させ
られた構成となっている。

【００５０】建物取付部材１０は、所定層厚の平板状に
形成され、建物取付部材１０の上面１０ａ側を建物本体
底面側にあてがって取付固定されるようになっている。
建物取付部材１０の下面１０ｂ側は、ボールベアリング
３０が円滑に回転できるように特に平滑面に表面が仕上
げられている。

【００５１】基礎取付部材２０は、図１に示すように、
所定層厚に形成された平板部材２１と、その平板部材２
１上に設けられたボールベアリング受部材２２とから構
成されている。平板部材２１の下面２１ａを、建物の基
礎の上面にあてがって、基礎取付部材２０を建物の基礎
側に取付固定できるようになっている。

【００５２】平板部材２１の上面２１ｂ側に設けられる
ボールベアリング受部材２２は、図１に示すように、所
定層厚の円板状に形成され、その上面側がボールベアリ
ング３０を受けることができるように円形凹部に形成さ
れている。

【００５３】円形凹部内側は、中央に円形台部２３を設
け、その周囲にボールベアリング３０の退避手段として
環状に溝２４が巡らされている。円形台部２３の上面
は、ボールベアリング３０が円滑に回転できるように特
に平滑表面に仕上げされている。

【００５４】円形台部２３の周囲に環状に設けられた溝
２４は、その幅がボールベアリング３０の口径幅より少
し大きい程度に設定され、円形台部２３からボールベア
リング３０が落ち込めるように形成されている。溝２４
は、ボールベアリング３０が円滑に回転移動できるよう
に平滑に形成されている。

【００５５】溝２４の深さは、図１（ａ）に示すよう
に、溝２４内にボールベアリング３０が一杯に詰まって
いる状態で、この溝２４内にボールベアリング３０が円
形台部２３から落ち込むことにより、溝２４内にあるボ
ールベアリング３０同士の競り上がりによりボールベア
リング３０を円形台部２３側に押し上げることができる
程度の深さに設定されている。

【００５６】すなわち、必要以上に溝２４の深さを深く
設定してはいけない。深く設定し過ぎると、溝２４内か
らボールベアリング３０が円形台部２３側へ上がること
ができなくなり、円形台部２３から溝２４内に落ち込も
うとするボールベアリング３０が完全に落ちきれず、円
形台部２３の縁部で中途半端にひっかかった状態とな
り、建物取付部材１０の平行移動を妨げることとなり免
震機能を発揮できなくなるためである。

【００５７】また、溝２４の外周側は、溝２４内からボ
ールベアリング３０が外側に外れないように堤部２５が
設けられている。本実施の形態では、図１（ａ）に示す
ように、ボールベアリング受部材２２の側方をそのまま
立ち上げて堤部２５が形成されている。

【００５８】上記構成のボールベアリング受部材２２に
は、円形台部２３の上面側に常に建物取付部材１０側か
らかかる鉛直荷重を支えることができる程度の数のボー
ルベアリング３０が存在させられている。

【００５９】また、ボールベアリング３０の数は、上記
要領で複数のボールベアリング３０の一部が円形台部２
３から溝２４内に落ち込み、溝２４内の別のボールベア
リング３０が円形台部２３側へ上がるようにして、ボー
ルベアリング３０のかかる循環移動が確保できる隙間が
発生する程度の数に設定しておく必要がある。

【００６０】すなわち、ボールベアリング受部材２２内
に入れるボールベアリング３０の数は、上記循環移動が
できない程に、ボールベアリング３０が最密充填される
程に入れてはいけない。

【００６１】上記構成の免震装置Ａは、建物取付部材１
０で建物本体側に、基礎取付部材２０で建物の基礎側に
それぞれ取付固定されることとなるが、このようにして
建物に固定された本発明の免震装置Ａでは、ボールベア
リング３０で鉛直荷重を支えて、建物本体を支持してい
る。

【００６２】地震発生時には、上記の如くボールベアリ
ング３０で鉛直方向の荷重を支えるとともに、地震振動
に合わせて、建物本体側と建物の基礎側との相対変位を
促し免震機能を発揮することとなる。

【００６３】地震時には、建物取付部材１０と基礎取付
部材２０のボールベアリング受部材２２の円形台部２３
との間に挟まれたボールベアリング３０は、相対変位に
応じて円形台部２３上を転がる。

【００６４】転がったボールベアリング３０は相対変位
のほぼ変位方向に向かった側の円形台部２３の周縁側か
ら、漸次円形台部２３の周囲に設けた環状の溝２４内に
落ち込む。溝２４内に落ちたボールベアリング３０は、
溝２４内の隙間のある側に押されて進む。

【００６５】このようにして溝２４内では、円形台部２
３から溝２４内にボールベアリング３０が落ち込んでく
るので、それまで溝２４内にあったボールベアリング３
０は漸次押され、ボールベアリング３０が落ち込んでこ
ない側から、例えば、相対変位する方向のほぼ背面側か
らボールベアリング３０が溝２４内から円形台部２３上
に上げられる。

【００６６】このようにして円形台部２３上には、溝２
４内に落ち込むボールベアリング３０の代わりに、別の
ボールベアリング３０が溝２４内から補充され、円形台
部２３上には鉛直荷重を支えるのに十分な数のボールベ
アリング３０が存在するようになっている。

【００６７】なお、本実施の形態の免震装置Ａでは、鉛
直荷重を支持する建物取付部材１０、基礎取付部材２
０、ボールベアリング３０などには、大きな応力が発生
しても建物取付部材１０や基礎取付部材２０がボールベ
アリング３０で凹んだり、あるいはボールベアリング３
０自体が破損したりしないように、シリコロイ（登録商
標）として市販されている前述の析出硬化型高珪素ステ
ンレス鋼を使用すればよい。

【００６８】（実施の形態２）本実施の形態の免震装置
Ｂは、図２、３に示すように、建物取付部材５０と基礎
取付部材６０との間に、ボールベアリング７１を有する
ボールベアリング保持部材７０が介在させられた構成と
なっている。

【００６９】建物取付部材５０は、所定層厚の平板状に
形成され、建物取付部材５０の上面５０ａ側を建物本体
底面側にあてがって取付固定されるようになっている。
建物取付部材５０の下面５０ｂの中央部には、鉛直下方
に軸方向を向けたピン８０が設けられている。

【００７０】ピン８０の先端側は略半球状に形成され、
ボールベアリング保持部材７０の上面側に設けた曲率内
面に形成されたピン受凹部７２内に軸回転可能に軸支さ
れている。ピン８０がこのように軸支されているので、
建物取付部材５０に対してボールベアリング保持部材７
０は、ピン８０を回転軸として自在回転することがで
き、地震時の相対変位の際には、図３（ｂ）に示すよう
に、建物取付部材５０と基礎取付部材６０との間に回転
が発生しても対処できるようになっている。

【００７１】ボールベアリング保持部材７０は、図２、
３に示すように、ボールベアリング７１を回転可能に支
持するベアリングボック７３と、ベアリングボックス７
３を設けたベアリングボックスケース７４とから構成さ
れている。

【００７２】平断面円形に構成されたベアリングボック
ス７３は、図２、４に示すように、その底面側中央にベ
アリング受凹部７５が設けられ、このベアリング受凹部
７５内に、ボールベアリング７１が、このボールベアリ
ング７１より小さい径の小径ボールベアリング７６を介
して円滑に回転できるように支持されている。

【００７３】ベアリング受凹部７５内は、図４に示すよ
うに、ボールベアリング７１のほぼ半球部分が入るよう
に構成され、曲率天井部７７の内面７７ａの周縁部は、
曲率天井部７７に対してほぼ二重天井状になるように捲
くれて小ボールベアリング７６の退避空間７５ａが形成
されている。

【００７４】退避空間７５ａは、小径ボールベアリング
７６が一層入る程度の厚さの空間に構成され、大径のボ
ールベアリング７１が嵌め込まれるベアリング受凹部７
５内に連通させられている。なお、図４には、見やすい
ように小径ボールベアリング７６を破線表示で２個しか
示していないが、実際には、図２に示すように、複数の
小径ボールベアリング７６が介在させられている。

【００７５】このようにして、小径ボールベアリング７
６が、大径のボールベアリング７１とベアリング受凹部
７５内の曲率天井部７７の内面７７ａとの間に介在させ
られているので、ボールベアリング７１が円滑に回転す
ることができる。

【００７６】また、小径ボールベアリング７６は、退避
空間７５ａ内の上方に少しの残余空間を残した状態で上
方に詰められており、この退避空間７５ａ部分に詰めら
れた小径ボールベアリング７６の重みで、小径ボールベ
アリング７６を、ボールベアリング７１の上方球面と曲
率天井部７７の内面７７ａとの間に介在させることがで
きるようになっている。

【００７７】このようにしてボールベアリング７１を回
転可能に支持したベアリングボックス７３は３個独立
に、図２、３に示すように、平断面正六角形に形成され
た所定層厚のベアリングボックスケース７４に設けられ
ている。

【００７８】ベアリングボックス７３をベアリングボッ
クスケース７４に設けるに際しては、３個のベアリング
ボックス７３に設けたそれぞれのボールベアリング７１
の重心を結んで正三角形ができるように配置され、さら
に、かかる正三角形の重心位置が平面正六角形のベアリ
ングボックスケース７４の重心位置の鉛直下にくるよう
に設定されている。

【００７９】また、建物取付部材５０に対してボールベ
アリング保持部材７０を前記要領で自在回転可能に支持
するピン８０のピン受凹部７２も、ベアリングボックス
ケース７４の上面の中央位置、すなわち上記ベアリング
ボックスケース７４の重心位置の鉛直上方位置に設けら
れ、免震装置Ｂにおける鉛直荷重を支える重量バランス
が崩れないように配慮されている。

【００８０】このようにしてベアリングボックスケース
７４に設けられた３個のベアリングボックス７３の３個
のそれぞれのボールベアリング７１は、図２、３に示す
ように、基礎取付部材６０の上面６０ａ上に、３点位置
で点接触するようにのせられ、基礎取付部材６０の上面
６０ａ上を水平方向に転がるようになっている。基礎取
付部材６０の下面６０ｂは、建物の基礎側にあてがって
取付固定することができるようになっている。

【００８１】上記構成の免震装置Ｂは、建物取付部材５
０で建物本体側に、基礎取付部材６０で建物の基礎側に
それぞれ取付固定されることとなるが、鉛直荷重は３個
の大径のボールベアリング７１で支え、且つ建物取付部
材５０はピン受凹部７２での一点支持に構成されている
ので、基礎取付部材６０の上面６０ａ側に多少の凹凸が
あって平面度が悪くても、この凹凸になじんで安定して
鉛直荷重の支持を行い、かつ上面６０ａに沿って回転を
含んだ水平方向の相対変位に対応することができる。

【００８２】また、本実施の形態の免震装置Ｂでは、鉛
直荷重を支持する建物取付部材５０、基礎取付部材６
０、ボールベアリング７１などには、大きな応力が発生
しても基礎取付部材６０の上面６０ａがボールベアリン
グ７１で凹んだり、あるいはボールベアリング７１、小
径ボールベアリング７６自体が破損したりしないよう
に、シリコロイ（登録商標）として市販されている前述
の析出硬化型高珪素ステンレス鋼が使用されている。

【００８３】なお、上記説明ではボールベアリング７１
が小径ボールベアリング７６を介してベアリングボック
ス７３に設けられているが、ボールベアリング７１が支
障ない程度に円滑に回転できるように構成すれば、例え
ば図５に示すように、小径ボールベアリング７６を介在
させない構成でも一向に構わない。この場合も、図５に
示すＹ−Ｙ線から矢視方向に見上げた様子は、図２と同
様になる。

【００８４】（実施の形態３）本実施の形態の免震装置
Ｃは、図６に示すように、上記実施の形態２で説明した
ボールベアリング保持部材７０とほぼ同様の構成のボー
ルベアリング保持部材１００、１００’が２台互いに合
わせられて、基礎取付部材１１０と建物取付部材１２０
との間に介在させられた構造に構成されている。

【００８５】上記ボールベアリング保持部材１００は、
上記実施の形態２で説明した構成のボールベアリング７
１を回転可能に支持したベアリングボックス７３と、こ
のベアリングボックス７３を前記実施の形態２と同様に
設けたベアリングボックスケース１０１とから構成され
ている。

【００８６】ボールベアリング保持部材１００’は、上
記ボールベアリング保持部材１００とは、小径ボールベ
アリング７６の受部７８が略碗型の曲率凹部に形成され
ている点が異なっている。

【００８７】ベアリングボックスケース１０１の上面１
０１ａ側には、前記実施の形態２のベアリングボックス
ケース７４に設けたと同様の要領で重心位置側に、ピン
受凹部１３０設けられている。ピン受凹部１３０の凹部
形状は、両端が半球状に形成されたピン１４０のそれぞ
れの一端側を回転可能に嵌めることができるように形成
されている。

【００８８】かかる構成の２台のボールベアリング保持
部材１００、１００’が、図６に示すように、互いのベ
アリングボックスケース１０１の上面１０１ａ同士を上
下に対面させた状態で、それぞれのピン受凹部１３０に
ピン１４０の両端側を上下に軸支させて連結されてい
る。上下のボールベアリング保持部材１００、１００’
は、このピン１４０を中心にして、それぞれ互いに自由
回転することができる。かかる自由回転により、前述の
ように相対変位時に回転が発生しても対処することがで
きる。

【００８９】このようにして２台のボールベアリング保
持部材１００、１００’が上下に連結された状態で、下
方に連結されたボールベアリング保持部材１００側のボ
ールベアリング７１は、基礎取付部材１１０の上面１１
０ａ上にのせられている。

【００９０】上方に連結されたボールベアリング保持部
材１００’側のボールベアリング７１は上方を向けて設
けられ、このボールベアリング７１の上に建物取付部材
１２０の下面１２０ａがのせられている。

【００９１】このように構成された本実施の形態の免震
装置Ｃでは、地震発生時には、建物本体側に連結された
建物取付部材１２０は、上に連結されたボールベアリン
グ保持部材１００’側のボールベアリング７１が下面１
２０ａに沿って転がることにより水平に移動し、建物の
基礎に連結された基礎取付部材１１０は、下に連結され
たボールベアリング保持部材１００側のボールベアリン
グ７１が上面１１０ａに沿って転がり上記建物取付部材
１２０とは反対方向に水平に移動するため、前記実施の
形態２の構成の免震装置Ｂに比べて、同じ相対変位量を
起こさせる外力に対して、水平方向の移動量を１／２に
抑えることができるため、より一層の装置の小型化が図
れる。

【００９２】なお、本実施の形態の免震装置Ｃでも、鉛
直荷重を支持する基礎取付部材１１０、建物取付部材１
２０、ボールベアリング７１などには、大きな応力が発
生しても基礎取付部材１１０の上面１１０ａ、建物取付
部材１２０の下面１２０ａがボールベアリング７１で凹
んだり、あるいはボールベアリング７１、小径ボールベ
アリング７６自体が破損したりしないように、シリコロ
イ（登録商標）として市販されている前述の析出硬化型
高珪素ステンレス鋼が使用されている。

【００９３】（実施の形態４）本実施の形態の免震装置
Ｄは、図７に示すように、前記実施の形態１で述べた免
震装置Ａの機構と、前記実施の形態２で述べた免震装置
Ｂの機構とをそれぞれ合わせ持つ構造に構成されてい
る。

【００９４】以下の説明では、前記実施の形態で述べた
と同じ構成部分は、一部同一符合を使用して説明してあ
る。

【００９５】前記実施の形態１と同様に、建物取付部材
１０の下面１０ｂ側には、ボールベアリング受部材２２
との間に、ボールベアリング３０が介在させられてい
る。

【００９６】ボールベアリング受部材２２のボールベア
リング３０を受ける側は、前記実施の形態１で述べたと
同様の構成を有しており、円形台部２３、溝２４が設け
られ、地震時の相対変位の際には、複数のボールベアリ
ング３０の一部が溝２４内に落ち、その分溝２４内の他
のボールベアリング３０が、円形台部２３に戻るように
循環されるように構成されている。

【００９７】かかる構成のボールベアリング受部材２２
の下面２２ａ側には、本実施の形態では、その中央位
置、すなわち重心位置には前記実施の形態３と同様のピ
ン受凹部１３０が設けられている。

【００９８】一方、基礎取付部材１１０の上面１１０ａ
上には、図７に示すように、ボールベアリング保持部材
１００のベアリングボックスケース１０１に設けたベア
リングボックス７３のボールベアリング７１が移動可能
にのせられている。ベアリングボックスケース１０１の
上面側には、前記実施の形態３と同様にピン受凹部１３
０が設けられている。

【００９９】かかる構成のベアリングボックスケース１
０１と、前記構成のボールベアリング受部材２２とが、
それぞれのピン受凹部１３０との間にピン１４０を介在
させて、前記実施の形態３と同様に、互いに自在回転で
きるように連結されている。そのため、前記実施の形態
３と同様に、地震時の相対変位に際して回転が発生して
も対処することができる。

【０１００】かかる構成でも前記実施の形態３と同様
に、前記実施の形態１、２の免震装置Ａ、Ｂに比べて、
同じ相対変位を発生させる外力に対して、水平方向の移
動量を１／２に抑えることができるため、より装置を小
型化することができる。

【０１０１】なお、本実施の形態の免震装置Ｄでも、鉛
直荷重を支持する建物取付部材１０、基礎取付部材１１
０、ボールベアリング３０、７１、小径ボールベアリン
グ７６に大きな応力が発生しても、建物取付部材１０の
下面１０ｂ、基礎取付部材１１０の上面１１０ａがボー
ルベアリング３０、７１で凹んだり、あるいはボールベ
アリング３０、７１、小径ボールベアリング７６自体が
破損したりしないように、シリコロイ（登録商標）とし
て市販されている前述の析出硬化型高珪素ステンレス鋼
が使用されている。

【０１０２】

【発明の効果】本発明では、建物取付部材と基礎取付部
材との間に介在させるボールベアリングが退避部と建物
取付部材と基礎取付部材との間を、地震時などの相対変
位時に循環することができるため、大変形に追随するこ
とができる。

【０１０３】本発明では、上記退避部を溝に構成するこ
とにより、簡単な構成で、ボールベアリングの退避部へ
の移行、退避部からの復帰によるボールベアリングの循
環運動を確保することができる。

【０１０４】本発明では、析出硬化型高珪素ステンレス
鋼をその構成部に使用しているので、装置自体を高硬
化、高強度、靱性、耐蝕性、耐摩耗性、耐熱性に優れた
ものとすることができ、特に耐熱性により地震時に発生
しやすい火災などで免震装置の免震機能が失われないよ
うにすることができる。

【０１０５】本発明では、免震装置の小型化を図ること
ができる。

【０１０６】本発明では、建物取付部材と基礎取付部材
の間に介在させるボールベアリングが、ボールベアリン
グ保持部材に３個それぞれ回転可能に独立して保持され
ているので、ボールベアリングが基礎取付部材上に３点
接触して、接触面に多少の凹凸などがあっても安定接触
させて鉛直荷重を支えることができる。

【０１０７】本発明では、ボールベアリング保持部材に
保持されるボールベアリングが、間に小径ボールベアリ
ングを介在させて保持されているので、基礎取付部材に
接触するボールベアリングが非常に小さい摩擦係数で転
がることができる。

【０１０８】本発明では、建物取付側に接触させるボー
ルベアリングを有するボールベアリング保持部材と、基
礎取付側に接触させるボールベアリングを有するボール
ベアリング保持部材とが２段に重ねられた構成になって
いるので、一段構成の場合に比べて、同じ外力に対して
相対変位量を１／２にすることができ、免震装置の小型
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の免震装置の一実施の形態を
示す正面図である。（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘで示す矢
視方向に見た場合の平面図である。

【図２】本発明の一実施の形態の免震装置をボールベア
リング側から見上げた状態を示す平面図である。

【図３】（ａ）は、図２に示す免震装置を、図２に示す
Ｙ−Ｙで示す矢視方向に切断した断面図である。（ｂ）
は、（ａ）に示す免震装置の回転時の様子を示す断面図
である。

【図４】ベアリングボックスの断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態の免震装置を示す断面図
である。

【図６】本発明の一実施の形態の免震装置を示す断面図
である。

【図７】本発明の一実施の形態の免震装置を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ 建物取付部材 １０ａ 上面 １０ｂ 下面 ２０ 基礎取付部材 ２１ 平板部材 ２１ａ 上面 ２１ｂ 下面 ２２ ボールベアリング受部材 ２２ａ 下面 ２３ 円形台部 ２４ 溝 ２５ 堤部 ３０ ボールベアリング ５０ 建物取付部材 ６０ 基礎取付部材 ７０ ボールベアリング保持部材 ７１ ボールベアリング ７２ ピン受凹部 ７３ ベアリングボックス ７４ ベアリングボックスケース ７５ ベアリング受凹部 ７６ 小径ボールベアリング ７７ 曲率天井部 ７７ａ 内面 ７８ 受部 ８０ ピン １００ ボールベアリング保持部材 １００’ ボールベアリング保持部材 １０１ ベアリングボックスケース １１０ 基礎取付部材 １１０ａ 上面 １１０ｂ 下面 １２０ 建物取付部材 １２０ａ 下面 １２０ｂ 上面 １３０ ピン受凹部 １４０ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000172813 佐藤工業株式会社 富山県富山市桜木町１番11号 (71)出願人 000166432 戸田建設株式会社 東京都中央区京橋１丁目７番１号 (71)出願人 000195971 西松建設株式会社 東京都港区虎ノ門１丁目20番10号 (71)出願人 000140982 株式会社間組 東京都港区北青山２丁目５番８号 (71)出願人 000112668 株式会社フジタ 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 (72)発明者 山内 泰之 茨城県つくば市立原１ 建設省建築研究所 内 (72)発明者 大川 出 茨城県つくば市立原１ 建設省建築研究所 内 (72)発明者 清水 孝晏 兵庫県川辺郡猪名川町原字芝脇287−23 日本シリコロイ工業株式会社内 (72)発明者 坂尾 恵司 東京都新宿区津久戸町２−１ 株式会社熊 谷組東京本社内 (72)発明者 長屋 雅文 神奈川県厚木市三田47−３ 佐藤工業株式 会社中央技術研究所内 (72)発明者 羽鳥 敏明 東京都中央区京橋一丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 長谷部 廣行 神奈川県愛甲郡愛川町中津字桜台4054 西 松建設株式会社愛川衝撃振動研究所内 (72)発明者 加藤 貴司 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内 (72)発明者 三山 剛史 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 Ｆターム(参考） 3J048 BG02 DA01 EA38

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物と建物の基礎との間に設ける免震装
   置であって、 前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、 前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、 前記建物取付部材と前記基礎取付部材との間に介在させ
   る複数のボールベアリングと、 前記基礎取付部材側に設けた前記ボールベアリングの退
   避部とを有し、 前記建物取付部材と前記基礎取付部材とが前記ボールベ
   アリングを介して相対変位する際に、前記複数のボール
   ベアリングの一部が、前記建物取付部材、前記基礎取付
   部材間と、前記退避部との間を循環するように構成され
   ていることを特徴とする免震装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免震装置であって、 前記退避部は、前記基礎取付部材上の前記ボールベアリ
   ングを建物取付部材との間に介在させる部分の周囲に、
   前記ボールベアリングの落ち込み、押し上げが可能な溝
   に形成されていることを特徴とする免震装置。
3. 【請求項３】 建物と建物の基礎との間に設ける免震装
   置であって、 前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、 前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、 ３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立し
   て保持するボールベアリング保持部材とを有し、 前記ボールベアリング保持部材は、前記３個のボールベ
   アリングを前記基礎取付部材上に移動可能に設け、前記
   ボールベアリング保持部材と前記建物取付部材とは互い
   に回転可能に連結されていることを特徴とする免震装
   置。
4. 【請求項４】 建物と建物の基礎との間に設ける免震装
   置であって、 ３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立し
   て保持し、前記建物側に固定する建物取付部材側に前記
   ボールベアリングを移動可能に設けたボールベアリング
   保持部材と、 ３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立し
   て保持し、前記基礎側に固定する基礎取付部材側に前記
   ボールベアリングを移動可能に設けたボールベアリング
   保持部材とを有し、 両ボールベアリング保持部材が互いに回転可能に連結さ
   れていることを特徴とする免震装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の免震装置におい
   て、 前記３個のボールベアリングは、前記３個のボールベア
   リングより小さい複数の小径ボールベアリングを介し
   て、前記ボールベアリング保持部材に回転可能に保持さ
   れていることを特徴とする免震装置。
6. 【請求項６】 建物と建物の基礎との間に設ける免震装
   置であって、 前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、 前記建物取付部材を支持するボールベアリングを受ける
   ボールベアリング受部材と、 前記ボールベアリング受部材に設けた前記ボールベアリ
   ング用の退避部と、 前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、 前記基礎取付部材上にのせられた３個のボールベアリン
   グを、それぞれ回転可能に独立して保持するボールベア
   リング保持部材とを有し、 前記ボールベアリング受部材と前記ボールベアリング保
   持部材とが、互いに回転可能に連結され、 前記建物取付部材と前記基礎取付部材とが相対変位する
   際に、前記ボールベアリング受部材側のボールベアリン
   グの一部が、前記建物取付部材、前記ボールベアリング
   受部材間と、前記退避部との間を循環するように構成さ
   れていることを特徴とする免震装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６記載のいずれか１項に記
   載の免震装置において、 前記ボールベアリング、前記建物取付部材の前記ボール
   ベアリングと接触する部分、前記基礎取付部材の前記ボ
   ールベアリングと接触する部分の少なくともいずれか
   が、析出硬化型高珪素ステンレス鋼で構成されているこ
   とを特徴とする免震装置。