JP2001311450A - 免振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免振対象物とベースとの間の上下相対変位を
回転角変位に変換して弾性体に入力するようにして、荷
重伝達経路の構造的変形を抑制しつつ上下振動成分に対
する長周期化を確保することができる免振装置を提供す
る。 【解決手段】 振動が入力されるベースとしての上部基
礎３と、上部基礎３上方に設置される免振対象物として
の建築物４との間に設けられ、これら上部基礎３と建築
物４との間に発生する上下振動を免振するための免振装
置において、上部基礎３と建築物４との間に、これら両
者間の上下相対変位を回転角変位に変換する変換機構と
してのボールねじ８を設けるとともに、ボールねじ８の
回転角出力部９にその回転角変位に応じて移動される伝
達部材としてのケーブル１０を介して、建築物４を弾発
支持する弾性体としての皿ばね１１を連結して構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は免振装置に関し、と
りわけ免振対象物に入力される上下振動成分を効果的に
免振することができる免振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】免振装置は、地盤や床などの振動が入力
されるベースと、このベース上に設置される建物や精密
機器、その他の振動を嫌う設備や装置、物品などの免振
対象物との間に、いわゆる長周期化手段を設け、この長
周期化手段によって免振対象物側の固有周期をベースに
入力される振動の周期よりも長周期化して、ベースから
免振対象物へと入力される振動を低減するようになって
いる。

【０００３】長周期化手段としては、水平振動を免振す
る場合には積層ゴムなど、また上下振動を免振する場合
にはコイルバネや空気バネなどに代表される各種の弾性
体が採用されている。またこれら水平免振用と上下免振
用の弾性体を組み合わせて、上下、前後、左右の三次元
免振を行うように計画された免振装置も知られている。
そしてこれら弾性体は、ベース上に免振対象物の重量を
支持した状態で設置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】地震の揺れは複雑であ
るが、その中で特に強い波の周期は0.3〜1.0秒程度であ
り、免振対象物側の固有周期をそれより長くすることに
よって免振効果を得ることができ、一般には免振対象物
側の固有周期を２秒よりも長く設定することが好まし
い。

【０００５】従来の免振装置、特にコイルバネや空気バ
ネ等の弾性体を用いた上下免振用の装置にあっては、上
述したように弾性体が免振対象物の重量を支持している
状態で免振作用を発揮することが求められる。ところ
で、弾性体に免振対象物の重量を安定的に支持させるた
めには、当該弾性体には相当の硬さ（剛性）が必要であ
る。しかしながら、支持性能を満足する剛性を有する弾
性体は、その硬さ（剛性）故に免振対象物側の固有周期
を２秒以上、つまり長周期化することが困難であり、従
って満足のいく効果的な免振性能を得ることができなか
った。

【０００６】そこで、上下方向の長周期化を実現する方
法として、梃子を用いて免振対象物の重量を弾性体で支
持させることが提案されている。つまり、この梃子を利
用した免振装置は、梃子の支点をベース側に設けて、そ
の力点を免振対象物に接続するとともに作用点を弾性体
に接続し、そして、支点位置を作用点寄りに配置するこ
とにより、弾性体の歪み量を免振対象物の上下変位量よ
り小さくして、その分、弾性体に作用する荷重を大きく
し、もって硬い（剛性の高い）弾性体を用いて相当の免
振作用を確保できるようになっている。

【０００７】ところが、このように梃子を用いた場合は
免振対象物の重量や振動荷重によって当該梃子に相当の
曲げ変形が発生することが考えられ、特に免振対象物が
大重量の建築物である場合には適用が困難であるという
課題があった。

【０００８】本発明はかかる従来の課題に鑑みて成され
たもので、免振対象物とベースとの間の上下相対変位を
回転角変位に変換して弾性体に入力するようにして、荷
重伝達経路の構造的変形を抑制しつつ上下振動成分に対
する長周期化を確保することができる免振装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の免振装置は、振動が入力されるベースと、
該ベース上方に設置される免振対象物との間に設けら
れ、これらベースと免振対象物との間に発生する上下振
動を免振するための免振装置において、上記ベースと上
記免振対象物との間に、これら両者間の上下相対変位を
回転角変位に変換する変換機構を設けるとともに、該変
換機構の回転角出力部にその回転角変位に応じて移動さ
れる伝達部材を介して、上記免振対象物を弾発支持する
弾性体を連結したことを特徴とする。

【００１０】この構成によれば、ベースと免振対象物と
の間の上下相対変位を変換機構で回転角変位に変換し、
さらに伝達部材を介して弾性体に入力して当該弾性体に
より免振対象物を上下免振支持するようにしていて、こ
の際、変換機構においては従来の梃子のような曲げ変形
を伴うことなく荷重を伝達することができ、荷重伝達経
路の構造的変形を抑制しつつ上下振動に対する免振対象
物の長周期化を確保することができる。

【００１１】更に、上記変換機構は、上記ベースもしく
は上記免振対象物のいずれか一方に設けられ、これら両
者間の上下相対変位によって上下動される雄ねじ体と、
上記ベースもしくは上記免振対象物のいずれか他方に設
けられ、上記雄ねじ体にボールを介して螺合される雌ね
じ体とからなるボールねじで構成されていることを特徴
とする。

【００１２】この構成によれば、ベースと免振対象物と
の間の上下相対変位によって雄ねじ体が上下動される
と、この雄ねじ体の上下動がボールを介して雌ねじ体に
伝達され、これによって雌ねじ体が回転されることとな
り、送りねじ機構の中でも高効率なボールねじ機構によ
って上下相対変位に伴う荷重を、相当の回転力を伴う回
転角変位に効率よく変換することができる。

【００１３】さらに、上記ボールねじは、大きな上下相
対変位を小さな回転角変位に変換する長リードで形成さ
れていることを特徴とする。

【００１４】この構成にあっては、ボールねじのリード
が長リード、すなわちねじの螺旋溝が雄ねじ体の軸に近
づくように傾けられていて、上記上下相対変位量に対す
る雌ねじ体の回転角変位量が小さくなる。これにより、
雌ねじ体に発生するねじり角を小さく押さえつつ、上下
相対変位に伴う荷重を大きな回転力に変換することがで
きて、従来の梃子機構と同様な力比で弾性体に振動荷重
を伝達することができ、免振対象物の重量を支持すべく
剛性高く設定される弾性体であってもこれを十分に変形
させることが可能となって、上下振動に対する免振対象
物の長周期化を適切に確保することができる。

【００１５】また、上記ボールねじは上記雌ねじ体の外
周に上記回転角出力部を備えるとともに、該回転角出力
部は、その回転角変位を小さな移動変位で上記伝達部材
に伝達するために小径に形成されていることを特徴とす
る。

【００１６】この構成にあっては、回転角出力部である
雌ねじ体の外周を小径に形成していて、これにより上下
相対変位に伴う雄ねじ体の上下移動荷重と、弾性体から
の弾発力との双方が作用する雌ねじ体のねじれ変形、す
なわち構造的変形を抑制でき、大きな荷重であってもこ
れを確実に伝達することができる。

【００１７】また、上記伝達部材がケーブルであること
を特徴とする。

【００１８】この構成にあっては、回転角出力部と弾性
体とをケーブルで接続するようにしていて、張力に対し
て好ましく適用できる当該ケーブルで荷重伝達を行うよ
うにしたので、上下相対変位に伴う雄ねじ体の上下移動
荷重と、弾性体からの弾発力との双方が張力として作用
する荷重伝達経路を好適に構成でき、大きな荷重であっ
てもこれを確実に伝達することができる。

【００１９】更にまた、上記弾性体は、ばね変形量に対
して弾発力の変動が小さな非線形ばね領域で上記免振対
象物を支持するように設定された皿ばねであることを特
徴とする。

【００２０】この構成によれば、免振対象物とベースと
の上下相対変位に従うばね変形量に対してほぼ一定の弾
発力で免振対象物を弾性支持でき、ばね変形量に従って
弾発力が増減する線形ばね領域で支持する場合に比べて
免振対象物側の上下固有周期を安定的に長周期側に設定
することができる。

【００２１】また、上記ベースと上記免振対象物との上
下相対変位に応答して上記弾性体の弾性変形を助長する
変位増幅手段を備えたことを特徴とする。

【００２２】この構成によれば、変位増幅手段により弾
性体の弾性変形が助長されるため、免振対象物の重量を
支持すべく剛性高く設定される弾性体であってもこれを
十分に変形させることが可能となり、上下振動に対する
免振対象物側の固有周期を効果的に長周期化することが
できて有効な免振作用を確保することができる。

【００２３】更に、上記変位増幅手段は、上記ベースも
しくは上記免振対象物のいずれか一方と上記伝達部材と
の間に圧縮状態で配置され、該伝達部材の移動で自然長
に復元すべく伸長する付勢手段であることを特徴とす
る。

【００２４】この構成によれば、ベースと免振対象物と
の間の上下相対変位に伴って伝達部材が移動すると、圧
縮状態の付勢手段は自然長に復元するように伸長し、こ
の伸長時の付勢力が伝達部材の移動を助長する。これに
より、弾性体への入力荷重が増大されて当該弾性体をさ
らに変形させることができ、免振対象物側の固有周期の
更なる長周期化を簡単に達成することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の免振装置の実施形
態を図１〜図４を参照して詳細に説明する。図１は本実
施形態の免振装置を水平免振を含めた三次元免振装置と
して示す概略側面断面図、図２は同三次元免振装置の上
部基礎の概略底面図、図３は変換機構として用いたボー
ルねじの螺旋溝の要部拡大断面図、図４はボールねじの
螺旋溝に嵌合されたボールに作用する分力を示す説明図
である。

【００２６】本実施形態は基本的には、振動が入力され
るベースとしての上部基礎３と、上部基礎３上方に設置
される免振対象物としての建築物４との間に設けられ、
これら上部基礎３と建築物４との間に発生する上下振動
を免振するための免振装置において、上部基礎３と建築
物４との間に、これら両者間の上下相対変位を回転角変
位に変換する変換機構としてのボールねじ８を設けると
ともに、ボールねじ８の回転角出力部９にその回転角変
位に応じて移動される伝達部材としてのケーブル１０を
介して、建築物４を弾発支持する弾性体としての皿ばね
１１を連結して構成される。

【００２７】ボールねじ８は、上部基礎３もしくは建築
物４のいずれか一方に設けられ、これら両者間の上下相
対変位によって上下動される雄ねじ体１２と、上部基礎
３もしくは建築物４のいずれか他方に設けられ、雄ねじ
体１２にボール１４を介して螺合される雌ねじ体１３と
からなる。ボールねじ８は、大きな上下相対変位を小さ
な回転角変位に変換する長リードで構成されている。ボ
ールねじ８は雌ねじ体１３の外周に回転角出力部９を備
えるとともに、回転角出力部９は、その回転角変位を小
さな移動変位でケーブル１０に伝達するために小径に形
成されている。皿ばね１１は、ばね変形量に対して弾発
力の変動が小さな非線形ばね領域で建築物４を支持する
ように設定されている。

【００２８】上部基礎３と建築物４との上下相対変位に
応答して皿ばね１１の弾性変形を助長する変位増幅手段
として圧縮コイルばね２１が備えられている。圧縮コイ
ルばね２１は、上部基礎３もしくは建築物４のいずれか
一方とケーブル１０側の部材との間に圧縮状態で配置さ
れ、ケーブル１０の移動で自然長に復元すべく伸長する
ようになっている。

【００２９】即ち、本実施形態の免振装置１は図１、図
２に示すように免振対象物としての建築物４を地震など
から保護する場合を例にとって示し、特に本実施形態で
は上下振動のみならず前後、左右の水平振動をも免振す
る三次元免振装置として構成された場合を示す。

【００３０】上記免振装置１では、上下振動成分および
水平振動成分を含む地震などの振動が入力される鉄筋コ
ンクリート製の基礎２の上方には、ベースとしての鉄筋
コンクリート製の上部基礎３が構築されるとともに、こ
の上部基礎３の上方には免振対象物としての建築物４が
構築され、この建築物４は上部基礎３を介して基礎２上
に設けられる。これら基礎２と上部基礎３との間には、
建築物４および上部基礎３の重量を支持しつつ水平振動
を免振するための水平免振装置５が設けられるととも
に、上部基礎３と建築物４との間には、建築物４の重量
を支持しつつ上下振動を免振するための上下免振装置６
が設けられる。

【００３１】水平免振装置５は、基礎２と上部基礎３と
の間に複数の積層ゴム７を互いに間隔を隔てて設けるこ
とにより構成される。積層ゴム７は、その上下端部がそ
れぞれ上部基礎３および基礎２に一体的に固定して設け
られ、建築物４および上部基礎３の重量を負担した状態
で建築物４側の上部基礎３を基礎２に対して水平相対移
動可能に弾性支持することにより、基礎２から伝達され
る水平振動で水平方向に弾性変形して当該水平振動を免
振するようになっている。

【００３２】一方、上下免振装置６は、上部基礎３と建
築物４との間に変換機構としてのボールねじ８を設け、
該ボールねじ８の回転角出力部９に伝達部材として可撓
性を有するケーブル１０を巻回し、このケーブル１０の
繰り出し端部に上記建築物４の弾発支持力を付加する弾
性体としての皿ばね１１を連結して構成される。

【００３３】上記ボールねじ８は、上下方向に配置され
る雄ねじ体１２と、この雄ねじ体１２に嵌合されて上部
基礎３に回転自在に支持される雌ねじ体１３と、図３に
示すように雄ねじ体１２に形成された螺旋溝１２ａおよ
びこれに対応して雌ねじ体１３に形成された螺旋溝１３
ａ間に配置される多数のボール１４と、を備える。

【００３４】上記螺旋溝１２ａ、１３ａの傾きは雄ねじ
体１２の中心軸に近づく方向に大きく傾斜されて上記ボ
ールねじ８を大リード循環式として構成し、雄ねじ体１
２の上下運動を雌ねじ体１３の回転運動に変換する。こ
こで、該雄ねじ体１２の上端部は建築物４の下側に一体
的に固定され、上部基礎３と建築物４との上下相対変位
によって、該雄ねじ体１２は雌ねじ体１３に対して相対
的に上下移動されることになり、これによって後述する
ように雌ねじ体１３に回転角変位が発生される。また、
複数の雄ねじ体１２はそれぞれに発生する回転モーメン
トを打ち消すために、隣接されるもの同士の螺旋溝１２
ａの旋回方向を相互に逆向きとして形成してある。勿
論、これによって雌ねじ体１３の螺旋溝１３ａも隣接さ
れるもの同士で逆向きとなる。

【００３５】雌ねじ体１３は、上部基礎３の開口部にラ
ジアルベアリング１５を介して回転自在に支持されると
ともに、スラストベアリング１６を介して軸荷重が支持
される。また、雌ねじ体１３の下端部には、上部基礎３
の下側から突設して上記回転角出力部９が一体に形成さ
れる。該回転角出力部９はドラム状に形成されて上記ケ
ーブル１０が巻回される。

【００３６】上記回転角出力部９から繰り出されるケー
ブル１０は上部基礎３の下面と平行に延長され、その端
部は上記皿ばね１１の支持壁１７を貫通してばね受け板
１８に結合される。該ばね受け板１８は上部基礎３の下
面に設けたレール１９に沿って移動が案内され、このば
ね受け板１８と上記支持壁１７との間に上記皿ばね１１
が圧縮された状態で保持される。このとき、該皿ばね１
１は複数枚を用いて構成され、図示例では隣接する皿ば
ね１１を逆向きに突き合わせた状態が示されており、こ
れら皿ばね１１の中心開口を貫通して上記ケーブル１０
が挿通されている。従って、上記建築物４の荷重はボー
ルねじ８およびケーブル１０を介して皿ばね１１に入力
され、この皿ばね１１によって建築物４が弾性支持され
ることになる。

【００３７】ここで、上記皿ばね１１は、荷重−歪み特
性が非線形ばね領域となる変形領域、つまり、歪み変化
に対して弾発力の変動が小さくなる領域、換言すれば弾
発力の変動が略一定となる領域で用いられる。すなわ
ち、皿ばね１１は建築物４の静荷重を支持するに十分な
剛性で設定されるが、本実施形態ではさらに、建築物４
の静荷重がプリロードとして皿ばね１１を圧縮した際
に、該皿ばね１１が非線形ばね領域に設定されるように
チューニングされ、建築物４の弾性支持が皿ばね１１の
非線形ばね領域で行われるようになっている。

【００３８】上記ばね受け板１８の支持部材となる上部
基礎３の下側には、該ばね受け板１８の両側に適宜間隔
を設けて支持壁２０を設け、これらばね受け板１８と支
持壁２０との間に、入力振動に応答した該ばね受け板１
８の移動に伴って上記皿ばね１１の弾性変形を助長する
変位増幅手段としての圧縮コイルばね２１を設けてあ
る。

【００３９】上記圧縮コイルばね２１は、皿ばね１１が
建築物４の静荷重を支持した状態にあるとき、該ばね受
け板１８の移動方向、つまりレール１９の配置方向に対
して直角となるように配置されるとともに、該ばね受け
板１８と上記支持壁２０との間に圧縮状態で取付けられ
る。該圧縮コイルばね２１の両端部はばね受け板１８お
よび支持壁２０にピン結合２２され、該ばね受け板１８
の移動に伴って傾斜されるようになっている。

【００４０】以上の構成により本実施形態の三次元機能
を有する免振装置１にあっては、水平振動成分および上
下振動成分を含む地震などが基礎２に入力されると、水
平振動成分については水平免振装置５が、また上下振動
成分については上下免振装置６がそれぞれ免振作用を発
揮する。即ち、水平振動成分および上下振動成分を含む
地震などの振動が基礎２に入力されると、積層ゴム７に
よって水平振動成分が免振され、また上下振動成分がボ
ールねじ８から皿ばね１１に至る上下免振装置６によっ
て免振される。

【００４１】即ち、上部基礎３に入力された上下振動成
分によって、この上部基礎３と建築物４との間に上下相
対変位が生ずると、これに伴って雄ねじ体１２が雌ねじ
体１３に対して相対的に上下移動し、この雄ねじ体１２
の上下動がボール１４を介して雌ねじ体１３に伝達され
る。このとき、図４に示すように該ボール１４には、雄
ねじ体１２が上下動、例えば下方に移動する場合に、雌
ねじ体１３の螺旋溝１３ａに規制されて反力Ｐｒが発生
し、この反力Ｐｒに対して螺旋溝１３ａの傾きに応じた
水平方向の分力Ｐｃが発生し、この分力Ｐｃの反力が回
転モーメントとなって雌ねじ体１３を回転する。また、
雄ねじ体１２が上方に移動する場合には、同様にして逆
方向の水平分力が発生され、雌ねじ体１３を逆方向に回
転する。

【００４２】このとき、上記螺旋溝１２ａ、１３ａの傾
きを大きく、つまり雄ねじ体１２の軸方向に近づく方向
に螺旋溝１２ａ、１３ａを傾けて大リード循環式とする
ことによって、上記反力Ｐｒに対する水平分力Ｐｃをよ
り大きくすることができ、これによって雌ねじ体１３に
より大きな回転力を発生させることができる。また、こ
のことは該回転力が増大した分、雄ねじ体１２の上下相
対変位量に対する雌ねじ体１３の回転角変位量が小さく
なり、回転角出力部９に巻回されたケーブル１０の巻取
り・繰り出し量が少なくなる。つまり、建築物４の上下
相対変位量に対して、ケーブル１０の繰り出し部分の移
動量を小さくしつつ、該ケーブル１０に作用する張力を
増大させることができて、あたかも梃子と同様の機能を
発揮させることができる。

【００４３】また、このようにボールねじ８により梃子
と同様な作用を得るようにしたので、荷重の伝達経路に
おける変形を抑制して、建築物４と皿ばね１１との間で
荷重伝達効率が低下するのを防止することができる。更
に、ボールねじ８を用いたことにより、上部基礎３と建
築物４との間の上下相対変位をスムーズに回転角変位に
変換することができる。

【００４４】更に、上記ボールねじ８の雌ねじ体１３に
大きな回転力を発生させることができる一方、回転角出
力部９に巻回されたケーブル１０の繰り出し部分の端部
には皿ばね１１の大きな弾発力が作用する。このため、
上記雌ねじ体１３と上記回転角出力部９との間には大き
なねじり変形力が作用することになるが、回転角出力部
９がその回転角変位を小さな移動変位でケーブル１０に
伝達するために小径に形成されているので、当該部分の
ねじれ角を小さくして荷重伝達経路の応答性を高めるこ
とができる。

【００４５】そして、上記ケーブル１０の繰り出し部分
に作用する荷重は、これの先端部分のばね受け板１８を
介して皿ばね１１に入力され、この皿ばね１１の弾発力
をもって該皿ばね１１から上記建築物４に至る一連の振
動系が構成される。

【００４６】従って、このように構成される振動系で
は、上部基礎３と建築物４との間の上下相対変位が皿ば
ね１１に小さな歪み量で、かつ大きな荷重で入力され
て、該皿ばね１１を十分に弾性変形させることができ
る。従って、大重量の建築物４の静荷重を支持するため
に皿ばね１１の剛性を大きく設定してあるにもかかわら
ず、該建築物４側の上下振動の固有周期を２．０秒以上
に長周期化することが可能となり、上下振動成分を効果
的に免振することができる。

【００４７】また、回転角出力部９と皿ばね１１とをケ
ーブル１０で接続するようにしていて、張力に対して好
ましく適用できる当該ケーブル１０で荷重伝達を行うよ
うにしたので、上下相対変位に伴う雄ねじ体１２の上下
移動荷重と、皿ばね１１からの弾発力との双方が張力と
して作用する荷重伝達経路を好適に構成でき、大きな荷
重であってもこれを確実に伝達することができる。

【００４８】また、本実施形態では上記ケーブル１０に
結合されたばね受け板１８と、これの両側に設けられた
支持壁２０との間に圧縮状態で設けられた圧縮コイルば
ね２２は、上記ばね受け板１８が建築物４の静荷重を支
持した状態にあるとき、該ばね受け板１８の移動方向に
対して直角に配置されて該圧縮コイルばね２２の圧縮状
態が維持されている。この状態から上部基礎３と建築物
４との間に上下相対変位が生じてばね受け板１８が移動
すると、上記圧縮コイルばね２２は支持壁２０側のピン
結合２２点を中心として傾斜する。すると、圧縮コイル
ばね２２は圧縮の規制状態が解除されて自然長に復元す
るように伸長し、この伸長時の付勢力によってばね受け
板１８の移動が更に助長される。このため、上記皿ばね
１１に作用する荷重が増大されることになり、これによ
って該皿ばね１１をさらに十分に弾性変形させることが
できて、建築物４の更なる長周期化を達成することがで
きる。

【００４９】更に、上記皿ばね１１は歪み変化に対して
弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域で建築物４
を支持するため、建築物４の上下相対変位により荷重変
動がボールねじ８およびケーブル１０を介して皿ばね１
１に入力されてこれを弾性変形させた場合、建築物４の
上下相対変位が略一定の弾性力で弾性支持されることに
なる。このため、ばね変形量に従って弾発力が増減する
線形ばね領域で支持する場合に比べて建築物４側の上下
固有周期を安定的に長周期側に設定することができる。

【００５０】ところで、本実施形態の免振装置１は三次
元免振装置として構成し、基礎２と上部基礎３との間、
つまり下方に水平免振装置５を配置し、上部基礎３と建
築物４との間、つまり上方に上下免振装置６を配置した
場合を開示したが、これら水平免振装置５と上下免振装
置６との上下関係を逆に配置しても同様の効果を発揮す
ることができる。この場合は、基礎２がベースとなり、
上部基礎３より上方が免振対象物となる。勿論、免振対
象物は建築物４に限ることなく、他の構造物や設備また
は装置若しくは物品などであってもよく、また、本発明
では水平免振装置５を設けることなく、少なくとも上下
免振装置６のみを設けることによって免振装置１を構成
すれば足りる。

【００５１】また、変換機構としてボールねじ８を用い
たが、これ以外の上下変位を回転角変位に変換できる機
構を用いることもできる。更に、弾性体は皿ばね１１に
限ることなく、免振対象物を支持するに十分な剛性をも
って弾発力を発揮することができる部材、例えばコイル
スプリングや板ばねなどであってもよい。更にまた、変
換機構の回転角出力部９に巻回される伝達部材は、ケー
ブル１０以外にも回転角出力部９に巻回可能で、容易に
伸縮しないひも状体や帯状体であればよい。

【００５２】また、変位増幅手段とした圧縮コイルばね
２２をばね受け板１８に配置したが、これに限ることな
く該圧縮コイルばね２２の配置部位は、ベースと免振対
象物との間の相対変位に連動した部位に配置すればよ
い。

【００５３】更に、入力振動として地震の場合を例示し
たが、これ以外にも交通振動や工場の機械振動、更には
その他の上下振動成分を含んだ振動に対しても本発明を
適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる免振
装置にあっては、ベースと免振対象物との間の上下相対
変位を変換機構で回転角変位に変換し、さらに伝達部材
を介して弾性体に入力して当該弾性体により免振対象物
を上下免振支持するようにしたので、変換機構において
は従来の梃子のような曲げ変形を伴うことなく荷重を伝
達することができ、荷重伝達経路の構造的変形を抑制し
つつ上下振動に対する免振対象物の長周期化を確保する
ことができる。

【００５５】更に、雄ねじ体の上下動を、ボールを介し
て伝達して雌ねじ体を回転させる、送りねじ機構の中で
も高効率なボールねじ機構を採用したので、上下相対変
位に伴う荷重を、相当の回転力を伴う回転角変位に効率
よく変換することができる。

【００５６】さらに、ボールねじのリードを長リード、
すなわちねじの螺旋溝が雄ねじ体の軸に近づくように傾
くように設定したので、上記上下相対変位量に対する雌
ねじ体の回転角変位量を小さくすることができ、雌ねじ
体に発生するねじり角を小さく押さえつつ、上下相対変
位に伴う荷重を大きな回転力に変換することができて、
従来の梃子機構と同様な力比で弾性体に振動荷重を伝達
することができ、免振対象物の重量を支持すべく剛性高
く設定される弾性体であってもこれを十分に変形させる
ことが可能となって、上下振動に対する免振対象物の長
周期化を適切に確保することができる。

【００５７】また、回転角出力部である雌ねじ体の外周
を小径に形成したので、これにより上下相対変位に伴う
雄ねじ体の上下移動荷重と、弾性体からの弾発力との双
方が作用する雌ねじ体のねじれ変形、すなわち構造的変
形を抑制でき、大きな荷重であってもこれを確実に伝達
することができる。

【００５８】また、回転角出力部と弾性体とをケーブル
で接続するようにしたので、張力に対して好ましく適用
できる当該ケーブルで荷重伝達を行って、上下相対変位
に伴う雄ねじ体の上下移動荷重と、弾性体からの弾発力
との双方が張力として作用する荷重伝達経路を好適に構
成でき、大きな荷重であってもこれを確実に伝達するこ
とができる。

【００５９】更にまた、免振対象物とベースとの上下相
対変位に従うばね変形量に対してほぼ一定の弾発力で免
振対象物を弾性支持でき、ばね変形量に従って弾発力が
増減する線形ばね領域で支持する場合に比べて免振対象
物側の上下固有周期を安定的に長周期側に設定すること
ができる。

【００６０】また、変位増幅手段により弾性体の弾性変
形を助長するようにしたので、免振対象物の重量を支持
すべく剛性高く設定される弾性体であってもこれを十分
に変形させることが可能となり、上下振動に対する免振
対象物側の固有周期を効果的に長周期化することができ
て有効な免振作用を確保することができる。

【００６１】更に、ベースと免振対象物との間の上下相
対変位に伴って伝達部材が移動すると、圧縮状態の付勢
手段は自然長に復元するように伸長し、この伸長時の付
勢力によって伝達部材の移動を助長するようにしたの
で、弾性体への入力荷重が増大されて当該弾性体をさら
に変形させることができ、免振対象物側の固有周期の更
なる長周期化を簡単に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる免振装置の一実施形態を示す三
次元免振装置の概略側面断面図である。

【図２】本発明にかかる免振装置の一実施形態を示す三
次元免振装置の上部基礎の概略底面図である。

【図３】本発明にかかる免振装置の一実施形態に用いら
れるボールねじの螺旋溝の要部拡大断面図である。

【図４】本発明にかかる免振装置の一実施形態に用いら
れるボールねじの螺旋溝に嵌合されたボールに作用する
分力を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 免振装置 ２ 基礎 ３ 上部基礎 ４ 建築物 ５ 水平免振装置 ６ 上下免振装置 ８ ボールねじ ９ 回転角出力部 １０ ケーブル １１ 皿ばね １２ 雄ねじ体 １３ 雌ねじ体 １４ ボール ２１ 圧縮コイルばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｈ 9/02 ３３１ Ｅ０４Ｈ 9/02 ３３１Ａ Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ａ 15/06 15/06 Ａ Ｚ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動が入力されるベースと、該ベース上
   方に設置される免振対象物との間に設けられ、これらベ
   ースと免振対象物との間に発生する上下振動を免振する
   ための免振装置において、 上記ベースと上記免振対象物との間に、これら両者間の
   上下相対変位を回転角変位に変換する変換機構を設ける
   とともに、該変換機構の回転角出力部にその回転角変位
   に応じて移動される伝達部材を介して、上記免振対象物
   を弾発支持する弾性体を連結したことを特徴とする免振
   装置。
2. 【請求項２】 上記変換機構は、上記ベースもしくは上
   記免振対象物のいずれか一方に設けられ、これら両者間
   の上下相対変位によって上下動される雄ねじ体と、上記
   ベースもしくは上記免振対象物のいずれか他方に設けら
   れ、上記雄ねじ体にボールを介して螺合される雌ねじ体
   とからなるボールねじで構成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の免振装置。
3. 【請求項３】 上記ボールねじは、大きな上下相対変位
   を小さな回転角変位に変換する長リードで形成されてい
   ることを特徴とする請求項２に記載の免振装置。
4. 【請求項４】 上記ボールねじは上記雌ねじ体の外周に
   上記回転角出力部を備えるとともに、該回転角出力部
   は、その回転角変位を小さな移動変位で上記伝達部材に
   伝達するために小径に形成されていることを特徴とする
   請求項２または３に記載の免振装置。
5. 【請求項５】 上記伝達部材がケーブルであることを特
   徴とする請求項１〜４いずれかの項に記載の免振装置。
6. 【請求項６】 上記弾性体は、ばね変形量に対して弾発
   力の変動が小さな非線形ばね領域で上記免振対象物を支
   持するように設定された皿ばねであることを特徴とする
   請求項１〜５いずれかの項に記載の免振装置。
7. 【請求項７】 上記ベースと上記免振対象物との上下相
   対変位に応答して上記弾性体の弾性変形を助長する変位
   増幅手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６いずれ
   かの項に記載の免振装置。
8. 【請求項８】 上記変位増幅手段は、上記ベースもしく
   は上記免振対象物のいずれか一方と上記伝達部材との間
   に圧縮状態で配置され、該伝達部材の移動で自然長に復
   元すべく伸長する付勢手段であることを特徴とする請求
   項７に記載の免振装置。