JP2001512806A - エネルギー吸収装置 - Google Patents

エネルギー吸収装置

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JP2001512806A JP2000506436A JP2000506436A JP2001512806A JP 2001512806 A JP2001512806 A JP 2001512806A JP 2000506436 A JP2000506436 A JP 2000506436A JP 2000506436 A JP2000506436 A JP 2000506436A JP 2001512806 A JP2001512806 A JP 2001512806A
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Abstract

(57)【要約】 記載された発明は、簡単で比較的安価で小さな構造物に容易に用いられる、構造物を地震又は振動から絶縁するための装置である。本装置は構造物とその基礎との間に介在させたボール（１０）とボール座部（１２，１８）とからなる支持体を用いることを含んでいる。ボール自体（２４）又はボールが転動する座部の表面（１５）が圧縮性であり、この圧縮に対する抵抗がボールの転動に抵抗する摩擦制動力を提供する。この制動力は構造物とその基礎との間の相対運動を減衰する作用をする。前記支持体の好ましくは中心要素である摩擦ボールのいくつかの変更構造が記載されている。ボールと座部との各組合せには複数のボール（４４，４７）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は摩擦制動装置に関する。さらに詳細には本発明は主として地震及び振
動の絶縁に用いられるよう意図された摩擦ボールに関する。
【０００２】 背景技術 地震からの絶縁は絶縁構造とこの絶縁構造を地震により襲来する力から絶縁す
ることを必要とする。ニュージーランド特許第１７８９４９号はこのように構造
物を絶縁するのに用いることのできる非常に好適な支持体を記載している。この
発明の好ましい実施態様は鉛ゴム支持体と称されている。地震絶縁と鉛ゴム支持
体とのさらに包括的な記載は“地震絶縁入門”Skinner et, John Wylie and Son
s (1993)に見出すことができる。
【０００３】 地震絶縁構造のもう１つの手段はEarthquake Protection System Inc. of Ame
rica, California, USA による商標名“Frictional Pendulum ”のもとに販売さ
れる支持体である。このような支持体は研摩された表面の上を摺動する末端に摩
擦表面を有する振り子部材からなっている。これは米国特許第４，６４４，７１
４号に記載されている。
【０００４】 地震絶縁を提供しようとする他の装置は米国特許第４，７２６，１６１号に記
載されている。この装置は転動自在の支持台とボウル（鉢形の凹み）とを含んで
いる。ばねが転動自在支持台をボウルと接触させる。この組合せが前記転動自在
支持台に支持された構造物の地震力を減衰する。
【０００５】 米国特許第５，５９９，１０６号には地震絶縁支持体が記載されている。これ
は上方及び下方に向って対面する剛性の表面を有し、その少なくとも一方が円錐
体である上下の荷重プレートからなっている。剛性のボールがこのプレートの間
に挟持されている。このボールは一方の荷重プレートが外力により他方から横方
向に移動した時円錐形表面の上を転動し、そして外力がなくなった時に重力によ
って芯体の中心に戻る。
【０００６】 ＷＯ９７／４８８６６に記載されている発明は基礎と建物との間に介挿された
ボールからなっている地震絶縁体である。ボールは建物の下側に固定されたケー
ジ状構造の中に保持されている。ボールは基礎に固定された半球状表面の上を転
動する。
【０００７】 上記の従来技術の装置の全てにおいて、支持体要素又はボールとボールが転動
する表面とは実質的に非圧縮性である。これは、支持されている構造体と支持体
が載っている表面との間に相対運動が存在した時構造物自体の重量とは別に加え
られる制動力が存在しないことを意味する。もしも相対運動を生じる襲来した力
が長く続いたならば、構造物が静止状態になるには非常に長い時間を要すること
になる。
【０００８】 本発明の目的はこの欠点を克服するための何らかの方法を提供し又は少なくと
も公衆に有用な選択を提供することである。
【０００９】 発明の開示 したがって本発明は広義には、重量を支持している時変形される摩擦ボールか
らなり、このボールの変形が変形したボールの転動運動に抵抗する摩擦力を発生
すると言うことができる。
【００１０】 １つの実施態様においては、前記ボールは単一の実質的に均質の材料からなっ
ている。 １つの実施態様では前記実質的に均質な材料は塑性変形可能である。 好ましくは前記塑性変形可能な材料は鉛、アルミニウム、真ちゅう、鉄、鋼又
は他の金属の塑性変形可能な材料である。
【００１１】 他の実施態様では前記材料はエラストマーである。 好ましくは前記エラストマーは高摩擦ゴムである。 好ましくは前記エラストマーは制振ゴムである。 他の実施態様では前記摩擦ボールは芯体を包囲する外側層を具備している。 好ましくは前記芯体は粒子材料を含有している。
【００１２】 好ましくは前記粒子材料はここに規定されたような構造の複数の小さな摩擦ボ
ールでありその直径は複数の前記摩擦ボールが前記芯体の内部に適合するよう十
分に小さくなっている。 さらに詳細には前記粒子材料は砂、石英、ガラス、鋼、金属ボール又は球形も
しくは非球形のボールである。
【００１３】 １つの変更例では前記外側層は実質的に非変形性材料からなっている。 好ましくは前記材料は鉛である。 これに代え、前記芯体は中実材料からなっている。 好ましくは前記芯体が中実材料の場合は前記外側層は変形可能である。 最も好ましくは前記中実材料はゴム、コンクリート、金属又は木である。 これに代え、前記芯体は流体である。 好ましくは前記流体はガスである。 これに代え、前記流体は液体である。 好ましくは前記芯体は部分的に材料で充たされている。 これに代え、前記芯体は完全に材料で充たされている。
【００１４】 第３の変更例では前記芯体は０．５MPa の静水圧力で充填されている。 これに代え前記芯体は２０MPa までの静水圧力で充填されている。 これに代え前記芯体は２０MPa の又は前記外側層の構造上の限界までのさらに
高い静水圧力で充填されている。 好ましくは前記外側層はゴムからなっている。 さらに好ましくは前記ゴムの外層は強化ゴムである。 好ましくは前記ゴムは繊維、金属ワイヤ、カーボン繊維、コード、ゴム糸、そ
の他で補強されている。
【００１５】 他の実施態様では前記摩擦ボールは中央の芯体を取巻く２つ又はそれより多い
積層体を具備する積層構造を有している。 １つの実施態様では前記摩擦ボールの外側表面は高い摩擦係数のエラストマー
である。 他の実施態様では、前記外側層は糸を有するゴムである。 他の実施態様では前記外側層は平面であるが凹凸のある表面を有している。
【００１６】 好ましくは前記摩擦ボールの形状は転動運動可能な任意の幾何学的形状である
。 好ましくは前記摩擦ボールの形状は球形である。 これに代え前記形状は楕円形である。 これに代え前記形状は楕円体である。
【００１７】 本発明は広義には摩擦ボールと少なくとも１つの座部との組合せからなるとい
うことができ、前記座部は前記摩擦ボールが転動する凹面又は円錐面を有してい
る。 好ましくは前記組合せは少なくとも一方が凹面である上側座部と下側座部と、
前記座部の一方の上に載る前記摩擦ボールにより絶縁される構造物とを含んでい
る。 好ましくは前記座部は両方が凹面状の表面を有している。 好ましくは前記凹状表面は球形、放物線形とすることができ又は多項関数、三
角関数もしくは双曲線関数によって規定され、又は任意の他の滑らかな曲線もし
くはこれら曲線の組合せとすることができる。 これに代え前記凹状表面は円錐形である。
【００１８】 好ましくは前記摩擦ボールを受けるようになっている受台を前記凹状表面に設
ける。 好ましくは前記受台は曲率半径が前記凹状表面の曲率半径より小さい凹面であ
る。 好ましくは前記座部は基礎部材に取付けできる低い座部である。 好ましくは前記基礎部材はパイル（杭）である。 さらに好ましくは前記基礎部材は内側又は外側の地階壁である。
【００１９】 好ましくは前記座部はこれにより支持される構造物の底部に取付けできる上側
座部である。 これに代え前記座部は前記摩擦ボールの上に載る構造物の一体的な部分である
。 さらに他の変更例では前記組合せの下側座部の各々の上に載る複数の前記摩擦
ボールが設けられる。 １つの実施態様では３個の前記摩擦ボールが設けられる。 他の実施態様では７個の前記摩擦ボールが設けられる。
【００２０】 好ましくは前記複数の摩擦ボールを受けるため前記下側座部の前記凹状表面の
内部に受台が設けられ、この受台は前記ボールの上側表面が上側座部に又は前記
ボールの各々の接触表面の上に均等に載る構造物の底部に接触するような形状を
している。
【００２１】 他の実施態様において、本発明は広義には、ボールと該ボールと共働する座部
とからなり、前記ボールと座部の少なくとも一方が構造物を支持する時変形され
、この変形が変形されたボールと座部との間、もしくは変形された座部とボール
との間、又は変形された座部と変形されたボールとの間の相対的な転動運動に抵
抗する摩擦力を生じるということができる。 １つの変更例では前記座部は変形可能である。 好ましく前記座部が変形可能である時は少なくとも前記ボールに接触する表面
が前記摩擦ボールについて上記した材料と同一の変形可能な材料で作られる。
【００２２】 さらに他の変更例では前記組合せの前記各下側座部に載る複数の前記ボールが
設けられる。 １つの実施態様では前記ボールは３個である。 他の実施態様では前記ボールは７個である。 好ましくは前記複数のボールを受けるため前記下側座部の前記凹状表面に受台
が設けられ、この受台は前記ボールの上側表面が上側座部に又は前記ボールの各
々の接触表面の上に均等に載っている構造物の底部に接触するような形状となっ
ている。
【００２３】 他の実施態様では本発明は広義には、少なくとも摩擦ボールと座部との組合せ
（上記したような）を構造物と該構造物の所定数の基礎部分との間に介在させる
ことからなり、前記構造物が前記組合せの各々の上に載っている、構造物を地震
から絶縁する方法にあるということができる。
【００２４】 好ましくは各前記組合せは前記摩擦ボールがその間にある上側と下側の座部か
らなっている。 １つの変更例では前記組合せは前記構造体を構築する時に取付けられる。 他の実施態様では前記組合せは現存する構造物とその基礎との間に改造するよ
う取付けられる。 好ましくは前記組合せは全ての基礎部材の上に設けられる。 好ましくは前記基礎部材はパイルである。 これに代え前記基礎部材は周壁又は内壁である。 好ましくは前記構造物は家屋である。
【００２５】 他の実施態様においては、本発明は広義には、少なくとも１つのボールと該ボ
ールと共働する１つの座部を介在させることからなる構造物を地震から絶縁する
方法であって、前記ボールと前記座部の少なくとも一方が重量を支持する時に変
形し、この変形が前記変形されたボール又は座部の転動運動に抵抗する摩擦力を
各前記摩擦ボールの上に載る構造物と該構造物の所定数の基礎部分との間に発生
させる、構造物の地震絶縁方法であるということができる。
【００２６】 本発明はまた広義には、本出願明細書に個々に又は集合的に述べられ又は示さ
れた部品、要素及び特徴と該部品、要素又は特徴の任意の２つ又はそれ以上の任
意のもしくは全ての組合せにあり、そして本発明が属する技術においては均等物
であることが知られている特定物の記載がある場合はこのような公知の均等物は
個別に記載されているかのように本明細書に取込まれていると認められるという
ことができる。
【００２７】 本発明は前述のものからなりまた以下にその実例が記載される構造を予測する
ものである。
【００２８】 本発明の１つの好適な形式が添付図面を参照して以下に記載される。
【００２９】 発明の実施の形態 支持体を小さな構造物の下側に挿入し構造物を地震から絶縁するのに対する実
際上の障害の１つは構造物を基礎に対して十分に移動させそれにより減衰作用が
生じるようにする必要があることである。図１にはボール１０が上に載るわん曲
した上側表面１４を有する下側座部１２が示されている。この図示の目的でボー
ル１０は変形されておらず、これに対し本発明の実施態様ではボール１０は変形
される。構造物１６又は構造物１６の一部はボール１０の頂上に載っている。構
造物１６が左から右へ図１の仮想線で示される位置に動かされるにつれて、ボー
ル１０は半径Ｒの表面１４の曲面上を位置１０ａまで動く。ボール１０の頂部と
底部の各々は表面と接触しているので部材１６への全体作用は部材１６が図示の
ように水平に距離２ΔＸ動き同時にボール１０ａが水平方向に距離ΔＸと垂直方
向に距離ΔＹ動くようになることである。転動ボールによって得られる機械的な
利点は本発明の摩擦ボールの概念に用いられ地震による力がやって来る間構造物
とその基礎との間の相対運動ができるようにする。
【００３０】 図２と３には本発明の摩擦ボール１０が示されている。図２にはボールは変形
されていない状態で示されている。図３ではボールは構造物がその上に載ってい
た時を想像する変形された状態で示されている。図２と３の実施態様では摩擦ボ
ールは中心の芯体２２と外側層２４とからなっている。
【００３１】 莫大な数の他の材料を摩擦ボールの構造に用いることができる。地震絶縁に用
いることのできる摩擦ボールの第１の特性は地震から絶縁しようとする構造物の
重量のもとで変形可能でなければならないことである。第２の特性は変形状態で
摩擦ボール内部の摩擦力が増大して転動運動に抵抗することである。
【００３２】 図２と３を参照して示される構造において、外側層２４は好ましくはエラスト
マーで作られ、最も好ましくはゴムで作られる。その目的と機能は自動車のタイ
ヤのタイヤトレッドの目的と機能に非常に似ている。したがって、タイヤトレッ
ドの構造と補強に適合する材料は同様にこの外側層２４に適合する。外側層２４
はトレッドが設けられ又はトレッドはないがでこぼこの表面が設けられ表面と外
側層が載る座部との間の摩擦を高めるようにすることができる。外側層は種々の
繊維、金属ワイヤ、カーボン繊維及びゴム糸のような材料で補強することができ
る。
【００３３】 芯体２２は多数の材料からなるものとすることができる。好ましくは芯体は砂
、石英粒子、ガラスビード、鋼球、コンクリートボール、又は金属ボールのよう
な粒子材料からなる。この材料は正規の幾何学形状又は非幾何学形状とすること
ができる。主要な規準は摩擦ボール１０が変形された時特定材料が圧縮されて粒
子相互間の摩擦力が増大されるようになることである。
【００３４】 好ましい他の実施態様では芯体２２の粒子材料は複数の摩擦ボールとすること
ができる。摩擦ボールは上記したものと同じ構造とすることができる。すなわち
摩擦ボールは中実とし又は外側層により取巻かれもしくは積層された芯体とする
ことができる。しかし粒子材料として用いるには芯体はもちろん、芯体内部で複
数の摩擦ボールで作られた摩擦ボールよりは非常に小さな直径のものとする。摩
擦ボールはこれがここに記載された他の規準に合致する限り均一の又は不均一の
直径とすることができる。
【００３５】 芯体２２は鉛、コンクリート、木、ゴム又は外側層の変形と関連して摩擦力が
増しそれによりボールの転動に抵抗する材料のような圧縮性の中実材料とするこ
とができる。
【００３６】 芯体は一部を又は全体を例えば２０MPa までの静水圧力で充填することができ
る。この芯体の圧力はその上に載る構造物の重量によって変形された時に増大さ
れまた外側層２４はそのように構成されねばならないことが理解される。
【００３７】 １つの実施態様では摩擦ボールが例えば中実ゴム又は他のエラストマーの均質
構造のボールとすることができる。
【００３８】 ボールの形状はボールが構造物と座部との間で転動できるならば重要ではない
。しかし、ボールの形状は楕円形（一方の平面が楕円で他方の平面が円）、楕円
体（同一もしくは異なる長軸と短軸の２つの平面が楕円）又は他の同様の形状と
することができる。ボールは任意の滑らかな又は滑らかでない表面とし所望の力
に移動機能を与えるようにすることができる。ボールは平らな又は平坦にされた
表面とでこぼこのある又は滑らかな表面とを有することができる。
【００３９】 図６と７を参照すると、本発明の摩擦ボールは芯体２２と外側層２４とその間
に介挿された一連の層２３，２５，２７及び２９とからなっている。介挿された
層の各々は中実の又は粒子の材料とし、また変形可能とされ、又は構造物全体が
変形可能であって変形した状態では変形されない摩擦ボールよりは転動に対する
抵抗を増す場合は変形可能にはしない。
【００４０】 摩擦ボールは比較的安価な材料で作ることができる。これは地震を蒙る発展下
にある国々にとって特に有利である。摩擦ボールはサッカーボールの内部に砂を
充填することにより作ることができる。これに代え動物の皮のような比較的安価
な材料に同様に砂又は砂利のような粒子材料をこのような情況で充填することが
できる。
【００４１】 図４と５には摩擦ボールが位置する座部が示されている。図４において図示の
ボール１０（構造物が上側座部１８の上に置かれた時に変形される）が上側座部
１８と下側座部１２との間に配置される。ボール１０の上面は上側座部１８のわ
ん曲した下側表面２０に当接する。ボール１０の下面は下側座部１２のわん曲し
た上側表面１４の上に載る。
【００４２】 座部１８と１２の表面２０と１４はそれぞれ球面、放物線面その他のような任
意の曲面形状とすることができる。また形状は円錐形とすることができ、この円
錐形状は摩擦ボールが静止するに至った時このボールを自己心出しするのに特に
有用である。
【００４３】 図５の実施態様では実質的に平坦な下側表面１９を有する座部１６が受台すな
わちわん曲した切込み部分２６を有している。凹面の上面１４を有する反対側の
座部１２もまたわん曲切込み受台２８を有する。摩擦ボール１０が受台２６と２
８にある時構造物は所望の中心位置にある。好ましい実施態様では摩擦ボール１
０はこれが図示の中心を合わせた位置にある時受台２６と２８の形状に変形する
に十分なように変形することができる。
【００４４】 本発明の地震絶縁をつくり出すのに用いられる転動抵抗摩擦力は摩擦ボールか
座部のいずれかに生じる変形によって得られる。図８を参照すると、このような
実施態様においては実質的に球形の表面１４を有する座部１２に変形可能な層１
５が設けられる。層１５は本発明の他の実施態様の摩擦ボールについて記載され
たような変形可能な材料で作られる。図８の実施態様ではボール１１が実質的に
非変形性である。ボールが層１５を点線１７によって示される深さに変形させる
。座部とボール１１の上に載る構造物１６との間の相対運動の間にボールは位置
１１ａまで移動する。層１５内部の摩擦力はこの転動運動に抵抗しそのため構造
物１６はこの摩擦抵抗が位置１１ａにおけるボールの回転を停止させる前は図８
に示される距離ΔＸしか動かない。
【００４５】 本発明の摩擦ボールが地震の絶縁に用いられる時地震から絶縁される構造物が
その基礎の上に載る位置が選択される。好ましくは上側及び下側の座部と摩擦ボ
ールとはそれぞれこの位置に取付けられる。摩擦ボールは一方の座部のみに取付
けることができるが、各側の座部に設けるのが好ましい。また各側の座部は図５
に示されるような受台２６と２８を有するのが好ましい。座部は成形されたコン
クリート又は木その他のような任意の適当な固い材料で作られる。
【００４６】 構造物が１つ又は複数の摩擦ボールが受台２６と２８に戻らないように移動し
た場合でも建物は機械的に動かされこれをその中心位置に戻すことができる。
【００４７】 本発明の他の変更例はボールと座部の組合せの上側及び下側の座部の間に複数
のボールを設けている。これらは図９と１０に示されている。
【００４８】 図９と１０の各々における座部４０は図４，５及び８の各々に示された下側座
部と同様である。座部４０のわん曲上側表面の曲率半径より小さい曲率半径を有
する切込み受台４２（図５の受台２８と同様の）が設けられる。図１０において
は７個のこのようなボール４６と４７が設けられる。外側の６個のボール（それ
ぞれ４７がつけられている）が中央のボール４６を取巻く。受台４２の表面の球
面を被覆しているため、中央のボール４６はボール４７と同一の直径であるがそ
の上側表面が僅かに高くなる。図５の受台２８と同様な他の受台を補償すること
が受台４２の中心において得られる。
【００４９】 ボール４４，４６及び４７の各々の上側表面がそれぞれこれが支持している構
造物又は上側座部の同じ大きさの重量を担持することが好ましい。ボール自体又
はボールが上に載る表面が建物の重量を支持している時に変形するため、この特
徴は必須ではないが好ましいことである。ボール又はボールが載る表面が重量を
支持している時変形するためボールの間の荷重が不均一に分布されていてもこの
不均一の分布はボール自体又はボールが載る表面の余分の変形によって補償され
ることになる。
【００５０】 この理由のため切込み受台を設けることは必須ではないがこの特徴は有利であ
る。
【００５１】 複数のボールの数は選択事項であるが２個からボールと座部の大きさによって
決定される上限までを含むことができる。数の選択を助けるある手段は球面の綿
密な被覆の数学的理論を用いることである。３個又は７個のボールが好ましい数
であるが、本発明はこれに限定されない。
【００５２】 複数のボールを有することにはいくつかの利点がある。支持される重量がより
大きな数の支持部材にわたって分布されるため、この装置は単一のボールが用い
られる場合よりも重い構造物を支持部材の上に載せるのに用いることができる。
構成部品の標準比を達成することもできる。単一の大きさの摩擦ボールを任意の
重量の構造物に任意に適用するよう用いることができる。より重い構造物が支持
される場合にはより多くのボールが支持するように設けられる。
【００５３】 国内の住居においては取付けのために選択される場所はパイル（杭）又は内側
もしくは周囲の基礎壁とすることができる。
【００５４】 地震絶縁の概念は構造物と基礎との間に相対運動を伴うため、構造物と基礎と
の間に間隙が残されまた地震の力が構造体の下側の基礎に作用している時の構造
物の基礎に対する移動のために十分な空間が残されていることが必要となる。
【００５５】 一列の摩擦ボールが構造物とその基礎との間に取付けられ地震力が基礎に打撃
を加えた時構造物と基礎の間に相対運動が生じるようになりまたボール自体が変
形される。ボール内部の摩擦力は転動に抵抗しまたボールが座部の縁を超えて横
に動く前に相対運動を減速する。この相対運動は地震が続く限り継続しまた変形
された摩擦ボールの転動抵抗が上記したように力を減衰させるために継続する。
【００５６】 特定方向の絶縁の自然周期は ２π√（Ｒ／ｇ） ここでＲ＝この方向とこの位置におけるわん曲表面の曲率半径、 ｇは重力による加速度である。
【００５７】 当業者にとって、摩擦ボールの設計に当りこれが取付けられる時に直面する条
件での摩擦ボールの転動に対する抵抗はボールがその座部から水平方向に転がり
出ることがなくまた基礎上での構造物の崩壊がないように計算されなければなら
ないことが理解されるであろう。これが計算される方法は、粒子材料が充填され
圧縮されない摩擦ボールに対しては摩擦係数μであり、摩擦、クーロン又はプラ
スチックの装置に対しては μ＝４ｔａｎθ であり、 ここでθは摩擦ボールの中心から変形の表面までの直角の線とボールが図３に示
されるその自然の曲率を回復する変形の終端との間の角度である。
【００５８】 摩擦ボールが弾性変形を受ける中実材料で作られている場合は、HR Hertz、“
混合紙”（McMillan, London 1896), Chafter 5 and 6 に記載されている弾性材
料理論が摩擦ボールの摩擦係数を決定するのに助けとなる。
【００５９】 塑性変形可能な中実摩擦ボールに対して、これはRobinson and Truman “連続
切込み試験のためのアルミニウムの応力−歪み曲線”、Journal of Materials S
cience 12 (1977), 1961-1965 に記載されている方法によって決定することがで
きる。
【００６０】 本発明は構造物のその基礎からの地震絶縁のために摩擦ボールを用いることに
関して記載されてきた。
【００６１】 摩擦ボールはまた同じ構造又は異なる構造物の異なる部分を相互に絶縁するの
に用いることもできる。例えば、摩擦ボールは摩擦が有用である限り用いること
ができる。このような一例は摩擦ボールがブレーキ又はクラッチとして用いられ
る回転機械の場合である。
【００６２】 本発明の摩擦ボール又は変形可能な座部は他の用途に用いることができる。例
えばこれらは小さな産業上の建物の地震絶縁に用いることができる。これらは他
の発生源による振動を減衰するのに用いることができる。例えば、機械が配置さ
れる構造物からこの機械を絶縁するのに用いることができる。
【００６３】 規定された本発明の範囲内の他の置換又は組合せもまた当業者にとって明らか
である。
【図面の簡単な説明】
図面の簡単な記載 本発明の１つの好適な形式が添付図面を参照して以下に記載される。ここで
【図１】 理論的な原理に基づく相対運動を示す構造物と座部とボールとの概略図である
。
【図２】 一対の座部の間に介在させたボールの概略断面図である。
【図３】 本発明の摩擦ボールの、静止時にその上に載る構造物の重量により変形された
ところを示す１つの実施態様の断面図である。
【図４】 本発明の好適な実施態様による凹面の上側及び下側の座部の概略図である。
【図５】 一対の受台を有する本発明の実施態様の上側及び下側の座部の概略断面図であ
る。
【図６と７】 本発明の摩擦ボールの積層実施態様の断面図である。
【図８】 摩擦変形が主として座部要素に与えられた本発明の構造物、座部及びボールの
概略図である。
【図９】 ３個の摩擦ボールが設けられた下側座部の平面図である。
【図１０】 ７個の摩擦ボールが設けられた下側座部の平面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月７日（２０００．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】 発明の開示 したがって本発明は広義には、 使用時構造物を支持する上側表面と、 前記上側表面と共働する下側表面と、 使用時前記上側表面と前記下側表面との間に位置し前記構造物を支持する摩擦
ボール とを具備し、 前記摩擦ボールが粒子材料の芯体と該芯体を取巻く外側層とを具備し、前記ボ
ールが前記構造物を支持する時変形され、該変形により前記粒子材料の粒子の間
に前記ボール内部の転動運動に抵抗し前記下側表面又は前記上側表面に加えられ
る外力を減衰させる摩擦力を発生するようにしている 外力減衰支持組立体にあるということができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 １つの変更例では前記外力は前記下側表面に作用する地震力である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 他の変更例では前記外力は前記上側表面に作用する風力である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】 好ましくは前記芯体は材料で部分的に充たされている。 これに代え前記芯体は材料で完全に充たされている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】 第３の変更例においては前記芯体は０〜５MPa の静水圧力で充填されている。
これに代え前記芯体は２０MPa までの静水圧力で充填されている。 あるいは前記芯体は前記外側層の構造上の限界までの静水圧力で充填されてい
る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 好ましくは前記摩擦ボールの形状は転動運動可能な任意の幾何学形状である。
好ましくは前記摩擦ボールの変形されていない形状は球形である。 このほかに前記変形されていない形状は楕円である。 あるいは前記変形されていない形状は楕円体である。 好ましくは前記上側表面と下側表面の少なくとも一方は凹面又は円錐面である
。 さらに好ましくは前記表面は両方とも凹面である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】 このほかに前記表面は円錐形である。 好ましくは前記摩擦ボールを受け入れるようになっている前記凹面又は円錐形
の表面の受台が設けられる。 好ましくは前記受台は前記凹面の表面の曲率半径より小さい曲率半径の凹面で
ある。 好ましくは前記下側表面は基礎部材に取付け可能である。 好ましくは前記基礎部材はパイルである。 さらに好ましくは前記基礎部材は内側又は外側の地階壁である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】 好ましくは前記上側表面はこれにより支持される構造物の底部に取付け可能で
ある。 あるいは前記上側表面は前記構造物の一体部分である。 他の変更例では前記各下側表面に載る複数の前記摩擦ボールが設けられる。 １つの実施態様では３個の前記摩擦ボールが設けられる。 他の実施態様では７個の前記摩擦ボールが設けられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】 好ましくは前記複数の摩擦ボールを受け入れるため前記下側の凹面の表面内に
受台が設けられ、該受台は前記ボールの上側表面が前記ボールの各々の接触面積
にわたって均等に前記上側表面に接触するような形状となっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】 他の実施態様では本発明は広義には、複数の支持組立体（上記したような）を
構造物と前記下側表面が位置する所定数の基礎部分との間に介在させることを含
む構造物を地震から絶縁する方法にあるということができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】 他の実施態様では前記支持組立体は現存する構造物とその基礎との間に改造す
るよう取付けられる。 好ましくは前記支持組立体は全ての基礎部材の上に設けられる。 好ましくは前記基礎部材はパイルである。 これに代え前記基礎部材は周壁又は内壁である。 好ましくは前記構造物は家屋である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】 本発明はまた広義には、本出願の明細書において個々に又は総体的に言及され
又は示される部品、要素及び特徴と、該部品、要素又は特徴の任意の２つ又はそ
れ以上の任意の又は全ての組合せとにあり、また本発明が属する技術において均
等物であることが知られている特定のものが記載されている場合はこのような公
知の均等物はあたかも個々に記載されているかのように本明細書に含まれている
ということができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｅ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (68)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量を支持する時に変形し、この変形によりそれ自体の転動
    運動に抵抗する摩擦力を発生する摩擦ボール。
  2. 【請求項２】 前記ボールが単一の実質的に均一の材料からなっている請求
    項１に記載の摩擦ボール。
  3. 【請求項３】 前記実質的に均一な材料が塑性変形可能である請求項２に記
    載の摩擦ボール。
  4. 【請求項４】 前記材料が鉛である請求項３に記載の摩擦ボール。
  5. 【請求項５】 前記塑性変形可能な材料が鉛、アルミニウム、真ちゅう、鉄
    、鋼、又はその他金属の塑性変形可能な材料である請求項３に記載の摩擦ボール
    。
  6. 【請求項６】 前記実質的に均一な材料がエラストマーである請求項１に記
    載の摩擦ボール。
  7. 【請求項７】 前記エラストマーが高摩擦ゴムである請求項６に記載の摩擦
    ボール。
  8. 【請求項８】 前記エラストマーが制振ゴムである請求項６に記載の摩擦ボ
    ール。
  9. 【請求項９】 芯体を包囲する外側層を具備する請求項１に記載の摩擦ボー
    ル。
  10. 【請求項１０】 前記芯体が粒子状材料を含有している請求項９に記載の摩
    擦ボール。
  11. 【請求項１１】 前記粒子状材料がここに規定された構造の複数の摩擦ボー
    ルであり、該摩擦ボールが複数の前記摩擦ボールが前記芯体の内部に適合するに
    十分に小さい直径を有している請求項１０に記載の摩擦ボール。
  12. 【請求項１２】 前記粒子状材料が砂、石英、ガラス、鋼、金属のボール、
    又は球体もしくは非球体のボールである請求項１０に記載の摩擦ボール。
  13. 【請求項１３】 前記外側層が実質的に非変形性の材料である請求項９から
    １２のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  14. 【請求項１４】 前記芯体が中実の材料である請求項９に記載の摩擦ボール
    。
  15. 【請求項１５】 前記外側層が変形可能である請求項１４に記載の摩擦ボー
    ル。
  16. 【請求項１６】 前記中実の材料がゴム、コンクリート、金属又は木である
    請求項１４又は１５に記載の摩擦ボール。
  17. 【請求項１７】 前記芯体が流体である請求項９に記載の摩擦ボール。
  18. 【請求項１８】 前記流体がガスである請求項１７に記載の摩擦ボール。
  19. 【請求項１９】 前記ガスが空気又は不活性ガスである請求項１８に記載の
    摩擦ボール。
  20. 【請求項２０】 前記流体が液体である請求項１７に記載の摩擦ボール。
  21. 【請求項２１】 前記芯体の一部に材料が充填されている請求項１０又は１
    １に記載の摩擦ボール。
  22. 【請求項２２】 前記芯体が完全に材料で充たされている請求項１０又は１
    １に記載の摩擦ボール。
  23. 【請求項２３】 前記芯体が５MPa までの静水圧力で充填されている請求項
    ９から２２のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  24. 【請求項２４】 前記芯体が２０MPa までの静水圧力で充填されている請求
    項９から２２のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  25. 【請求項２５】 前記芯体が２０MPa の静水圧力で又は前記外側層の構造限
    界にまで高められた静水圧力で充填されている請求項９から２２のうちの１項に
    記載の摩擦ボール。
  26. 【請求項２６】 前記外側層がゴムからなる請求項９から１２及び１４から
    ２５のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  27. 【請求項２７】 前記ゴムの外側層が強化ゴムである請求項２６に記載の摩
    擦ボール。
  28. 【請求項２８】 前記ゴムが繊維、金属ワイヤ、カーボン繊維、コード、ゴ
    ム糸その他により強化されている請求項２７に記載の摩擦ボール。
  29. 【請求項２９】 中心の芯体を取巻く２つ又はそれ以上の積層からなる積層
    構造を有する請求項９から２８のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  30. 【請求項３０】 外側表面として高い摩擦係数のエラストマーを有する前記
    請求項のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  31. 【請求項３１】 外側表面としてトレッドを備えたゴムを有している請求項
    １から２９のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  32. 【請求項３２】 トレッドはないがでこぼこした外側表面を有している請求
    項１から２９のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  33. 【請求項３３】 転動運動することのできる任意の幾何学的形状を有してい
    る前記請求項のうちの１項に記載の摩擦ボール。
  34. 【請求項３４】 支持する重量によって変形されていない時は球形である請
    求項３３に記載の摩擦ボール。
  35. 【請求項３５】 支持する重量によって変形されていない時は楕円である請
    求項３３に記載の摩擦ボール。
  36. 【請求項３６】 支持する重量によって変形されていない時は楕円体である
    請求項３３に記載の摩擦ボール。
  37. 【請求項３７】 前記請求項のうちの１項に記載の摩擦ボールと前記摩擦ボ
    ールが転動する凹面又は円錐形の表面を有する少なくとも１つの座部との組合せ
    。
  38. 【請求項３８】 少なくとも一方が凹面の上側座部と下側座部とを含み、前
    記摩擦ボールによって絶縁される構造物が前記座部の一方に載る請求項３７に記
    載の組合せ。
  39. 【請求項３９】 前記座部が両方とも凹面の表面を有している請求項３８に
    記載の組合せ。
  40. 【請求項４０】 前記凹面の表面が、球面、放物線であり又は多項、三角も
    しくは双曲線函数によって規定され、又は任意の他の滑らかな曲線もしくは曲線
    の組合せである請求項３７，３８又は３９に記載の組合せ。
  41. 【請求項４１】 前記曲面の表面が円錐形である請求項３９に記載の組合せ
    。
  42. 【請求項４２】 前記摩擦ボールを受けるようになっている受台を前記凹面
    の表面に有している請求項３７から４１のうちの１項に記載の組合せ。
  43. 【請求項４３】 前記受台が前記凹面の表面の曲率半径より小さい曲率半径
    の凹面である請求項４２に記載の組合せ。
  44. 【請求項４４】 前記座部が基礎部材に取付け可能な下側座部である請求項
    ３７から４３のうちの１項に記載の組合せ。
  45. 【請求項４５】 前記基礎部材がパイルである請求項４４に記載の組合せ。
  46. 【請求項４６】 前記基礎部材が内側又は外側の地階壁である請求項４４に
    記載の組合せ。
  47. 【請求項４７】 前記座部が座部によって支持される構造物の底部に取付け
    可能な上側座部である請求項３８から４６のうちの１項に記載の組合せ。
  48. 【請求項４８】 前記座部が前記摩擦ボールの上に載る構造物の一体部分で
    ある上側座部である請求項３８から４６のうちの１項に記載の組合せ。
  49. 【請求項４９】 前記組合せの前記各下側座部の上に載る複数の前記摩擦ボ
    ールが設けられている請求項３７から４８のうちの１項に記載の組合せ。
  50. 【請求項５０】 ３個の前記摩擦ボールが設けられている請求項４９に記載
    の組合せ。
  51. 【請求項５１】 ７個の前記摩擦ボールが設けられている請求項４９に記載
    の摩擦ボール。
  52. 【請求項５２】 前記複数の摩擦ボールを受け入れるための前記下側座部の
    前記凹面の表面内に受台が設けられ、該受台は、前記ボールの上側表面が上側座
    部又は前記ボールの各々の接触面の上に均等に載っている構造物の底部に接触す
    るような形状となっている請求項４９から５１のうちの１項に記載の組合せ。
  53. 【請求項５３】 ボールと該ボールと共働する座部との組合せであって、前
    記ボールと座部の少なくとも一方が構造物を支持する時変形され、該変形により
    変形されたボールと座部との間、変形された座部とボールとの間、又は変形され
    た座部と変形されたボールとの間の相対転動運動に抵抗する摩擦力が発生するよ
    うにしている、ボールと座部との組合せ。
  54. 【請求項５４】 前記座部が変形可能である請求項５３に記載の組合せ。
  55. 【請求項５５】 前記ボールに接触する前記座部の少なくとも表面が変形可
    能な材料で作られている請求項５４に記載の組合せ。
  56. 【請求項５６】 前記組合せにおける前記各下側座部の上に載る前記ボール
    が複数個設けられている請求項５２から５４のうちの１項に記載の組合せ。
  57. 【請求項５７】 前記ボールが３個設けられている請求項５６に記載の組合
    せ。
  58. 【請求項５８】 前記ボールが７個設けられている請求項５６に記載の組合
    せ。
  59. 【請求項５９】 前記複数のボールを受け入れるため前記下側座部の前記凹
    面の表面内に受台が設けられ、該受台は前記ボールの上側表面が上側座部又は前
    記ボールの各々の接触表面上に均等に載っている構造物の底部に接触するような
    形状となっている請求項５６から５８のうちの１項に記載の組合せ。
  60. 【請求項６０】 請求項３７から５９のうちの１項に記載の摩擦ボールと座
    部との組合せを該組合せの各々の上に載る構造物と該構造物の所定数の基礎部分
    との間に介在させることを含む構造物を地震から絶縁する方法。
  61. 【請求項６１】 前記組合せの各々が前記摩擦ボールをその間に有する上側
    及び下側の座部を具備している請求項６０に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 前記組合せが前記構造物を構築する時に取付けられる請求
    項６１に記載の方法。
  63. 【請求項６３】 前記組合せが現存する構造物とその基礎との間に改造のた
    め取付けられる請求項６１に記載の方法。
  64. 【請求項６４】 前記組合せが全ての基礎部材の上に設けられる請求項６１
    から６３のうちの１項に記載の方法。
  65. 【請求項６５】 前記基礎部材が周壁又は内壁である請求項６４に記載の方
    法。
  66. 【請求項６６】 前記基礎部材がパイルである請求項６４に記載の方法。
  67. 【請求項６７】 前記構造物が家屋である請求項６０から６６のうちの１項
    に記載の方法。
  68. 【請求項６８】 少なくとも１つのボールと該ボールと共働する１つの座部
    とを介在させることを含む構造物を地震から絶縁する方法であって、前記ボール
    と座部の少なくとも一方が重量を支持する時に変形し、該変形により構造物と各
    ボールの上に載る前記構造物の所定数の基礎部分との間に前記変形したボール又
    は座部の転動運動に抵抗する摩擦力が発生する、構造物を地震から絶縁する方法
    。
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