JP2002081500A - 免振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長周期化手段として用いるローリングシート
型空気ばねの空気室の拡充化を図りつつ、ローリングシ
ート部材の折り返し部分に作用する圧力を効果的に逃が
し、もって、上下および水平の三次元免振を円滑に行う
ことができる免振装置を提供する。 【解決手段】 ローリングシート部材１５の輪郭に沿っ
て配置され、折り返し部分１５ｃに作用する空気室１６
内の圧力を受け止めるケーブル２０を設ける。内側部材
１３の外周および外側部材１４の内周に、ケーブル２０
の両端部を収納する溝部２３，２４が形成されたケーブ
ルガイド２１，２２を、内側部材１３および外側部材１
４に対してスライド自在に設ける。内側部材１３に配置
されるケーブルガイド２１の突出量を、外側部材１４に
配置されるケーブルガイド２２の突出量より大きく設定
し、それぞれのケーブルガイド２１，２２を含めた内側
部材１３の外回りの長さと外側部材１４の内回りの長さ
とを略等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は免振装置にかかり、
とりわけ空気ばねを用いて構造物の効果的な長周期化を
可能とする三次元免振装置に関する。

【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、積層ゴムやコイル
ばね、更には空気ばねなどに代表される各種の弾性体が
採用されている。特に空気ばねは空気の圧縮弾性を利用
したばねであるため、他のばねに比べて柔らかく、免振
対象物の長周期化に優れた特性を示す。このため、空気
ばねを免振装置として用いることが好ましく、該空気ば
ねの上下ばね力と水平ばね力（横剛性）を利用すること
により、これを三次元免振装置として用いることができ
る。

【０００４】ところで、上記空気ばねとしては一般的に
はベローズ型空気ばねが用いられ、その代表的な構造
は、山および谷が周方向に形成されて蛇腹状となった筒
状のゴムベローズと、その上下を覆う金属製の面板と、
ゴムベローズの谷部分に嵌合される中間リングとを備え
て構成される。そして、該空気ばねの上下ばねは、ゴム
ベローズ内に封入された空気が該ゴムベローズの伸縮を
伴って圧縮されるときの弾性力によって得られる一方、
水平ばねは、封入された空気圧に依存して発生する復元
力とゴムベローズの剛性的性質とによって得られる。

【０００５】ところで、上記ベローズ型空気ばねは大荷
重の免振対象物の支持性を高めるためゴムベローズの高
さ、つまり蛇腹の段数を少なくしたものを使用すると、
空気室の容積が小さくなるため、ベースと免振対象物と
の間の相対的な上下振幅に対して空気圧が過剰に上昇
し、ゴムベローズが許容量を超えて膨出するなどして耐
久性に問題が生ずる。そこで、空気圧の過剰な上昇を抑
えるために空気室の容積を増大しようとすると、ゴムベ
ローズの段数を増やして空気ばねを高くすることにな
る。しかし、このように空気ばねを高くするとゴムベロ
ーズは座屈を起こし易くなり、大地震を対象とした大荷
重や大振幅に対処させるのが困難になってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記ゴムベロ
ーズの座屈を回避する方法として、本発明者は上記ベロ
ーズ型空気ばねに代えてローリングシート型空気ばねを
用いることを提案するもので、このローリングシート型
空気ばねは、相互に適宜間隔を設けて同心配置される中
実の内側部材および中空筒体状の外側部材と、これら内
側部材の外周と外側部材の内周との水平方向隙間に垂れ
下がるように折り返されて配置される可撓性筒状のロー
リングシート部材とを備えて構成される。ローリングシ
ート部材はその中間部分を折り返し、その内周部分を内
側部材外周に沿わせてその端部を該内側部材の上端部に
気密に取り付けるとともに、外周部分を外側部材内周に
沿わせてその端部を該外側部材の上端部に気密に取り付
け、内側部材と外側部材との間に形成される空気室を密
封する。

【０００７】そして、振動入力により内側部材と外側部
材とが上下方向に相対変位すると、ローリングシート部
材は水平方向隙間で折り返し部分が繰り上げられたり、
繰り下げられるようになっている。このとき、該空気室
に作用する圧力はローリングシート部材に作用するので
あるが、該ローリングシート部材の折り返し部分は内側
部材と外側部材との水平方向隙間を閉塞する部分であ
り、この折り返し部分で空気室内圧を受け止めることに
なる。

【０００８】そしてこのようなローリングシート型空気
ばねを免振装置の長周期化手段として用いる場合、過大
地震の大きな振動振幅に対応させるためには内側部材と
外側部材との間に形成される空気室の容積を大きくする
ことが望ましい。この場合、空気ばねを高くすることな
く空気室の容積を増大するためには、中実の内側部材と
中空筒体状の外側部材との間の水平方向隙間を大きくす
ることになる。しかしながら、このように内側部材と外
側部材との間の水平方向隙間が大きくなると、次のよう
な各種問題が引き起こされてしまう。

【０００９】即ち、水平方向隙間を大きくするために、
内側部材の外周と外側部材の内周とに大きな径差を設定
すると、それぞれに沿わされるローリングシート部材の
内周部分と外周部分との周長が大きく異なることにな
る。これにより、上下振動の入力により内側部材の外周
に沿う内周部分が外側部材の内周に引き寄せられる際、
並びにこれとは逆に外側部材の内周に沿う外周部分が内
側部材の外周に引き寄せられる際のローリングシート部
材の挙動が滑らかに行われなくなってしまう。特に、ロ
ーリングシート部材の外周部分が大径の外側部材に沿っ
ている状態から小径の内側部材に引き寄せられる際に、
周長の相違のために当該外周部分の周方向に余る部分が
シワとなってしまい、このシワの生成が繰り返されるう
ちにローリングシート部材に脆弱な部分が生じて破損の
原因となってしまう。

【００１０】また、内側部材と外側部材とに大きな径差
を設定すると、これら内側部材と外側部材との水平方向
隙間を閉塞しているローリングシート部材の折り返し部
分の面積は大きくなる。このため、空気室内の圧力が大
きな面積の当該折り返し部分に作用することになり、こ
の折り返し部分で受け止めるべき圧力が大きくなってし
まい、ひいては内側部材および外側部材とローリングシ
ート部材両端部との取り付け部分に作用する荷重が増大
することとなって、これもローリングシート部材の破損
の要因となる。

【００１１】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、長周期化手段として用いるローリン
グシート型空気ばねの空気室の拡充化を図りつつ、ロー
リングシート部材の折り返し部分に作用する圧力を効果
的に逃がし、もって、上下および水平の三次元免振を円
滑に行うことができる免振装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【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
ベース上方の免振対象物との間に設けられ、これらベー
スまたは免振対象物の一方から他方へ向かって突出され
る内側部材と、上記ベースまたは上記免振対象物の他方
から一方へ向かって突出され、上下方向および水平方向
に適宜間隔を隔てて上記内側部材の外周を囲繞する中空
筒体状の外側部材と、これら外側部材の内周と内側部材
の外周との水平方向隙間に垂れ下がるように折り返され
て配置され、その内周部分を該内側部材外周に沿わせて
その内側端部を当該内側部材に気密に取り付けるととも
に、その外周部分を該外側部材内周に沿わせてその外側
端部を当該外側部材に気密に取り付けて、上記ベースと
上記免振対象物との上下相対変位に伴うこれら内側部材
と外側部材との上下相対変位に応じて該水平方向隙間内
で繰り上げ繰り下げ変位されるとともに、当該水平方向
隙間から該外側部材と該内側部材との間にわたって気体
封入空間を形成する可撓性筒状のローリングシート部材
とを備え、該ローリングシート部材には、上記外側部材
および上記内側部材にその両端をそれぞれ取り付けて、
該ローリングシート部材の輪郭に沿って紐状の補強部材
を配設し、上記外側部材の内周および上記内側部材の外
周にはそれぞれ、上記水平方向隙間に向かって突出させ
て、かつそれらの周方向にスライド自在に、上記補強部
材を係脱自在に収納する凸状ガイドを配設するととも
に、上記ローリングシート部材の内周部分と外周部分の
周長を等しくすべく上記凸状ガイドを含む上記内側部材
の外周の周長と上記外側部材の内周の周長とを等しくす
るために、該内側部材の該凸状ガイドの突出量を、該外
側部材の該凸状ガイドの突出量よりも大きく設定したこ
とを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、ローリングシート部材
は、当該部分に作用する気体封入空間内の圧力によって
外方に膨出しようとするが、ローリングシート部材の輪
郭に沿って紐状の補強部材が配置されているので、当該
ローリングシート部材に作用する圧力の一部を紐状の補
強部材によって受け止めさせることができる。このと
き、該紐状の補強部材には入力された圧力により引張力
が作用するが、この引張力は一端部を取り付けた内側部
材側と他端部を取り付けた外側部材側とで受け持つこと
ができ、上記ローリングシート部材に作用する圧力を、
紐状の補強部材を介して逃がすことができる。従って、
内側部材と外側部材との径差を大きくして水平方向隙間
を拡大した場合にも、ローリングシート部材に作用する
圧力を軽減しつつ気体封入空間内の生成圧力を高めるこ
とができる。そして、紐状の補強部材は凸状ガイドに係
脱自在に収納されるため、ローリングシート部材の内周
部分および外周部分を、内側部材の外周および外側部材
の内周に滑らかに圧接させることができる。従って、上
記紐状の補強部材が突起物となってローリングシート部
材に局部的な変形を与えて応力が集中するのが防止さ
れ、該ローリングシート部材の耐久性が低下されるのを
防止することができる。また、上記凸状ガイドが内側部
材および外側部材に対してそれらの周方向にスライド自
在となっているため、水平振動に対して凸状ガイドが移
動して内側部材と外側部材との水平変位を許容すること
ができ、水平免振機能を確保することができる。更に、
内側部材に配置される凸状ガイドと外側部材に配置され
る凸状ガイドの突出量変化で、それぞれの凸状ガイドを
含めた内側部材の外周長と外側部材の内周長とを略等し
くすることができ、ローリングシート部材の内周部分と
外周部分の周長を等しくすることができる。従って、上
下振動の入力により内側部材の外周に沿う内周部分が外
側部材の内周に引き寄せられる際、並びにこれとは逆に
外側部材の内周に沿う外周部分が内側部材の外周に引き
寄せられる際にローリングシート部材がよじれることを
防いで、その挙動を円滑に生じさせることができる。ま
た、ローリングシート部材の外周部分が外側部材に沿う
状態から内側部材に引き寄せられる際にローリングシー
ト部材にシワが寄るのを防止することができる。従っ
て、この点からも内側部材と外側部材との径差を大きく
して気体封入空間の拡大が可能となり、ベースと免振対
象物との上下方向および水平方向の大きな相対変位に対
応できるようになる。これにより、高さを高くすること
なく、上下ばね力および水平ばね力を確実に得ることが
でき、免振対象物の支持安定性を確保しつつ三次元免振
の機能を向上することができる。

【００１４】また、上記内側部材の外周および上記外側
部材の内周と、これらにそれぞれ配設される上記凸状ガ
イドとの間に、低摩擦材を設けたことを特徴とする。こ
の構成によれば、内側部材と外側部材とが水平方向に相
対変位する際に、これら内側部材および外側部材にそれ
ぞれ設けた凸状ガイドが低摩擦材を介して容易に移動す
るため、内側部材と外側部材が容易に水平方向に相対変
位して、水平振動に対する免振効果をさらに向上するこ
とができる。

【００１５】また、上記ローリングシート部材の周囲
に、上記紐状の補強部材と交差させて第２の紐状の補強
部材を設けたことを特徴とする。この構成によれば、紐
状の補強部材が受け止める圧力を第２の紐状の補強部材
によっても支持させることができ、補強効果を高めてロ
ーリングシート部材の作動を安定化させることが可能に
なる。

【００１６】さらに、上記第２の紐状の補強部材は、上
記紐状の補強部材間にゆるみをもたせて設けられるとと
もに、上記内側部材の外周および上記外側部材の内周に
は、第２の紐状の補強部材の移動を案内する窪み面を形
成したことを特徴とする。この構成によれば、第２の紐
状の補強部材にも引張力を導入してローリングシート部
材に作用する圧力の支持を受け持たせる際に、補強構造
としては、外側部材および内側部材に両端が取り付けら
れる紐状の補強部材を主体とし、ローリングシート部材
の周囲に設けられる第２の紐状の補強部材がその助けと
なるようにして、この第２の紐状の補強部材には過剰な
引張力が作用することを防止するとともに、内側部材お
よび外側部材に窪み面を形成することにより、ローリン
グシート部材の繰り上げ繰り下げに伴って、ゆるみをも
たせた第２の紐状の補強部材が内側部材の外周や外側部
材の内周と摩擦接触しつつ移動し、この移動によってロ
ーリングシート部材の表面が第２の紐状の補強部材に擦
られて損傷を受けることを防止する。

【００１７】また、上記ローリングシート部材内に、上
記紐状の補強部材の配設方向に沿って補強繊維材を設け
たことを特徴とする。この構成によれば、ローリングシ
ート部材は外側部材および内側部材の間の水平方向隙間
の周方向に沿う変形が可能となり、外側部材と内側部材
の内・外周長に差があっても、これをローリングシート
部材の当該変形によって吸収してシワの発生を防止する
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。図１〜図３は本発明の
免振装置の一実施形態を示し、図１はローリングシート
型空気ばねの縦断面図、図２は図１中のＡ部拡大断面
図、図３は図１中のＢ−Ｂ線からの拡大断面図である。

【００１９】本実施形態の免振装置１０は、空気ばね１
１によって三次元免振を行わせるようになっており、特
に本実施形態では該空気ばね１１をローリングシート型
空気ばねとして構成したものが用いられる。基本的に
は、振動が入力されるベース１２とベース１２上方の免
振対象物との間に設けられ、これらベース１２または免
振対象物の一方から他方へ向かって突出される内側部材
１３と、ベース１２または免振対象物の他方から一方へ
向かって突出され、上下方向および水平方向に適宜間隔
を隔てて内側部材１３の外周を囲繞する中空筒体状の外
側部材１４と、これら外側部材１４の内周と内側部材１
３の外周との水平方向隙間Ｓに垂れ下がるように折り返
されて配置され、その内周部分１５ｂを内側部材１３外
周に沿わせてその内側端部を当該内側部材１３に気密に
取り付けるとともに、その外周部分１５ａを外側部材１
４内周に沿わせてその外側端部を当該外側部材１４に気
密に取り付けて、ベース１２と免振対象物との上下相対
変位に伴うこれら内側部材１３と外側部材１４との上下
相対変位に応じて水平方向隙間Ｓ内で繰り上げ繰り下げ
変位されるとともに、当該水平方向隙間Ｓから外側部材
１４と内側部材１３との間にわたって気体封入空間とし
て空気室１６を形成する可撓性筒状のローリングシート
部材１５とを備え、ローリングシート部材１５には、外
側部材１４および内側部材１３にその両端をそれぞれ取
り付けて、ローリングシート部材１５の輪郭に沿って紐
状の補強部材としてケーブル２０を配設し、外側部材１
４の内周および内側部材１３の外周にはそれぞれ、水平
方向隙間Ｓに向かって突出させて、かつそれらの周方向
にスライド自在に、ケーブル２０を係脱自在に収納する
凸状ガイドとしてのケーブルガイド２１，２２を配設す
るとともに、ローリングシート部材１５の内周部分１５
ｂと外周部分１５ａの周長を等しくすべくケーブルガイ
ド２１，２２を含む内側部材１３の外周の周長と外側部
材１４の内周の周長とを等しくするために、内側部材１
３のケーブルガイド２１の突出量を、外側部材１４のケ
ーブルガイド２２の突出量よりも大きく設定して構成さ
れ、また必要に応じて、内側部材１３の外周および外側
部材１４の内周と、これらにそれぞれ配設されるケーブ
ルガイド２１，２２との間には、低摩擦材２６，２７が
設けられる。

【００２０】即ち、図１に示すように本実施形態の免振
装置１０は、図外の建物基礎と、この建物基礎の上方に
所定間隔を設けて構築される図外の建物との間に介在さ
れるローリングシート型空気ばね（以下、単に空気ばね
と称する）１１を備え、この空気ばね１１は、地震など
による振動が建物基礎から入力されるベース１２と、免
振対象物としての建物との間に設置され、該ベース１２
から上方に突設される内側部材１３と、この内側部材１
３の上方端部を適宜間隔をもって覆う外側部材１４と、
これら内側部材１３と外側部材１４との間を両者の相対
移動を許容しつつ密封するシート状物からなるローリン
グシート部材１５とを備えて構成される。

【００２１】上記内側部材１３は、上記外側部材１４に
対向する上端部が開口部１３ａをもって開放されるとと
もに、該開口部１３ａに連通する中空部１３ｂが形成さ
れて中空円筒状に形成される。そして、該内側部材１３
の下端部は上記ベース１２に一体に固定されて閉塞され
る。一方、上記外側部材１４は内側部材１３の上端に適
宜間隔をもって対向される端板１４ａと、この端板１４
ａの外周から環状に垂下される周壁１４ｂとによって断
面逆Ｕ字状に形成され、周壁１４ｂが上記内側部材１３
の上端部外周を同心円状に囲繞するようになっており、
かつ端板１４ａが図外の建物の下面に固定される。

【００２２】上記ローリングシート部材１５は補強繊維
材で補強されたゴムを素材として自然状態で円筒状を成
すように成形され、その中間部分を折り返して片側が裏
返される状態で上記内側部材１３と上記外側部材１４と
に跨って取り付けられる。即ち、上記ローリングシート
部材１５は中間部分で折り返されることにより、裏返さ
れる側の一端部が外周部分１５ａとなり、その反対側の
他端部が内周部分１５ｂとなる。そして、内周部分１５
ｂが上記内側部材１３の上端部外周に沿わされるととも
に、外周部分１５ａが上記外側部材１４の周壁１４ｂ内
周に沿わされる。このとき、上記内周部分１５ｂおよび
外周部分１５ａの各端部は、それぞれが内側部材１３お
よび外側部材１４に気密に固定される。

【００２３】この状態で上記ローリングシート部材１５
は、その折り返し部分１５ｃが内側部材１３の外周と外
側部材１４の内周との間に垂れ下がった状態でそれら両
者間を密封し、これら内側部材１３と外側部材１４とロ
ーリングシート部材１５で囲まれた空間部が空気室１６
として構成される。従って、このように構成された空気
ばね１１は地震などの振動が入力されることにより、ベ
ース１２と建物とが相対的に上下変位すると、これに伴
って内側部材１３と外側部材１４が上下方向に相対変位
して、これら両者間に形成される空気室１６内の容積変
化を伴いつつ空気圧が変化される。このように空気室１
６が容積変化される際、ローリングシート部材１５は内
周部分１５ｂと外周部分１５ａが水平方向隙間Ｓで繰り
上げられたり、繰り下げられることになる。

【００２４】ここで、本実施形態は図２に示すように上
記ローリングシート部材１５の輪郭に沿って、複数本の
ケーブル２０が配置され、これらケーブル２０によって
ローリングシート部材１５に作用する空気室１６内の圧
力を受け止めるようになっている。各ケーブル２０は内
側部材１３と外側部材１４との間でそれらの周方向に等
間隔に配置され、折り返し部分１５ｃから上方に立ち上
がるそれぞれの両端部は、ローリングシート部材１５の
取り付け部位と略同位置で内側部材１３および外側部材
１４にそれぞれ取り付けられる。

【００２５】上記ケーブル２０は、内側部材１３と外側
部材１４が上下方向に相対変位して、ローリングシート
部材１５の内周部分１５ｂと外周部分１５ａが水平方向
隙間Ｓ内で交互に繰り上げ下げされる際に、これと同期
して繰り上げ繰り下げされるようになっている。

【００２６】上記ケーブル２０はこれの両端部が内側部
材１３の外周および外側部材１４の内周に沿って立ち上
がるようになっており、これら両端部と内側部材１３お
よび外側部材１４との間に、上記ケーブル２０に対応し
た数のケーブルガイド２１，２２がそれぞれ独立して介
在される。これらケーブルガイド２１，２２は、可撓性
を有するゴムを素材として図３に示すように断面が山形
状に形成され、一方のケーブルガイド２１の底面２１ａ
が内側部材１３の外周に、かつ他方のケーブルガイド２
２の底面２２ａが外側部材１４の内周にそれぞれスライ
ド自在に配置される。このとき、上記ローリングシート
部材１５の内周部分１５ｂおよび外周部分１５ａが、内
側部材１３の外周および外側部材１４の内周に圧着され
る際に、それら両者間に上記ケーブルガイド２１，２２
が介在されることになるが、ローリングシート部材１５
はこれらケーブルガイド２１，２２の表面に滑らかな曲
線をもって接するようになっている。

【００２７】また、上記山形となった各ケーブルガイド
２１，２２の頂部には、上記ケーブル２０を収納する溝
部２３，２４が形成される。このとき、各溝部２３，２
４の内側はゴム面でその滑りが悪いため、これら溝部２
３，２４内にケーブル２５を滑らかに収納するために断
面コ字状の金属ガイド２５が嵌着される。該金属ガイド
２５には、図２に示したようにゴム製のケーブルガイド
２１，２２に備わった可撓性を拘束しないように、幅方
向に延びる多数のスリット２５ａが長さ方向に細かい間
隔をもって形成されている。

【００２８】更に、上記ケーブルガイド２１，２２と内
側部材１３および外側部材１４との間には、これら内側
部材１３の外周および外側部材１４の内側を取り巻くよ
うに、テフロン（登録商標）シートなどの低摩擦材２
６，２７が取付けられ、上記ケーブルガイド２１，２２
が該低摩擦材２６，２７によって滑らかに移動できるよ
うになっている。

【００２９】ここで、上記ケーブルガイド２１，２２
は、図２に示したように内側部材１３に配置されるケー
ブルガイド２１の突出量Ｌ1を、外側部材１４に配置さ
れるケーブルガイド２２の突出量Ｌ2より大きく設定
し、それぞれのケーブルガイド２１，２２を含めた内側
部材１３の外回りの長さと外側部材１４の内回りの長さ
とが略等しくなるように調整される。

【００３０】以上の構成により本実施形態の免振装置１
０にあっては、空気ばね１１は入力振動の上下振動成分
により内側部材１３と外側部材１４とが上下方向に相対
変位されると、これに伴って空気室１６内が圧力変化さ
れ、このときの空気の圧縮弾性により上下ばね機能が発
揮されて、建物の上下方向の固有周期を長周期化して効
果的な上下免振性能を発揮する。一方、上記入力振動の
水平振動成分により内側部材１３と外側部材１４とが水
平方向に相対変位されると、空気室１６に封入された空
気圧に依存して発生する復元力とローリングシート部材
１５の剛性的性質（本実施形態ではケーブル２０の剛性
も含まれる）とによって水平ばね機能が発揮され、建物
の水平方向の固有周期を長周期化して効果的な水平免振
性能を発揮する。従って、上記空気ばね１１は上記上下
免振と上記水平免振とによって効果的な三次元免振を達
成することができる。

【００３１】ところで、内側部材１３と外側部材１４と
が上下相対変位して上記空気室１６が容積変化される
際、ローリングシート部材１５は内周部分１５ｂと外周
部分１５ａが水平方向隙間Ｓ内で交互に繰り上げ繰り下
げされ、内周部分１５ｂと外周部分１５ａとの間の折り
返し部分１５ｃには空気室１６内の圧力が作用する。こ
のとき、当該部分に作用する空気圧によって折り返し部
分１５ｃは外方に膨出しようとするが、この膨出は上記
補強繊維材によって受け止められつつ、さらにケーブル
２０によって当該部分に作用する空気圧が受け止めら
れ、該ケーブル２０を介してこれが取り付けられた内側
部材１３および外側部材１４に逃がすことができる。従
って、内側部材１３と外側部材１４との径差を大きくし
て空気室１６を拡大した場合に、上記折り返し部分１５
ｃの面積も増大されて空気圧の作用面積が広がるが、上
記ケーブル２０によって折り返し部分１５ｃが過剰に膨
出変形するのを防止して空気ばね１１の円滑な作動が可
能となる。

【００３２】また、上記ケーブル２０の両端部はケーブ
ルガイド２１，２２の溝部２３，２４に収納されるた
め、該ケーブル２０が突起物となってローリングシート
部材１５に局部的な応力が発生するのを防止して、その
耐久性を高めることができる。

【００３３】このとき、上記ケーブル２０は上記折り返
し部分１５ｃに沿って折り返されて、その両端部が内側
部材１３と外側部材１４とに跨って配設されており、そ
して、それぞれの端部が上記ケーブルガイド２１，２２
の溝部２３，２４に収納されて係止されているため、こ
れらケーブルガイド２１，２２を内側部材１３や外側部
材１４に固定すると、該ケーブル２０の剛性が内側部材
１３と外側部材１４との水平方向の相対変位に大きな抵
抗を与えることになる。この抵抗は水平免振に悪影響を
及ぼすが、本実施形態では上記ケーブルガイド２１，２
２が内側部材１３および外側部材１４に対してそれらの
周方向へスライド自在となっているため、水平振動に対
してケーブルガイド２１，２２が容易に移動して上記ケ
ーブル２０の剛性による影響を著しく低減することがで
きる。特に、本実施形態では低摩擦材２６，２７を介し
てケーブルガイド２１，２２が容易に移動できるため、
内側部材１３と外側部材１４の水平変位が十分に許容さ
れることになり、水平振動に対する免振効果をさらに向
上することができる。

【００３４】更に、内側部材１３に配置したケーブルガ
イド２１と外側部材１４に配置したケーブルガイド２２
のそれぞれの突出量Ｌ1，Ｌ2を異ならせて、それぞれの
ケーブルガイド２１，２２を含めた内側部材１３の外回
りの長さと外側部材１４の内回りの長さとを略等しくし
たので、ローリングシート部材１５の内周部分１５ｂの
周囲の長さと外周部分１５ａの周囲の長さとを略等しく
できる。このため、上下振動の入力により内側部材１３
に沿う内周部分１５ｂが外側部材１４の内周に引き寄せ
られる際、およびこれとは逆に外側部材１４に沿う外周
部分１５ａが内側部材１３の外周に引き寄せられる際
に、その繰り上げ繰り下げの挙動を滑らかに行わせるこ
とができる。特に、上記外周部分１５ａが外側部材１４
に沿っている状態から内側部材１３に引き寄せられる際
に、ローリングシート部材１５にシワが寄るのを防止す
ることができる。

【００３５】従って、このように内側部材１３と外側部
材１４との径差を大きくした場合にも、ローリングシー
ト部材１５の繰り上げ下げの挙動の円滑性を保証できる
ことから、空気室１６の拡大が可能となる。このように
空気室１６の拡大によりベース１２と建物との上下方向
および水平方向の大きな相対変位に対応できるようにな
る。また、このことは空気ばね１１を高くすることな
く、上下ばね力および水平ばね力を確実に得ることがで
き、建物の支持安定性を確保しつつ三次元免振の機能を
向上することができる。

【００３６】図４から図６には、上記実施形態の変形例
が示されている。上記実施形態にあっては、ローリング
シート部材１５に作用する空気室１６内の圧力支持を主
にケーブル２０のみによって行う場合を開示したが、当
該ケーブル２０に加えて副ケーブル３０を採用するよう
にしてもよい。図示するように副ケーブル３０は、ロー
リングシート部材１５の周囲に、ケーブル２０の内側部
材１３への取付端から外側部材１４への取付端との間に
複数本、ケーブル２０と直交するように交差させて設け
られる。すなわち、ケーブル２０は内側部材１３と外側
部材１４との間でそれらの周方向に等間隔に配置される
のに対し、副ケーブル３０はローリングシート部材１５
の折り返し方向に等間隔に配置され、これによりケーブ
ル２０と副ケーブル３０とでネット状の補強構造が形成
される。副ケーブル３０は、ケーブル２０とローリング
シート部材１５との間に挟み込む配置で設けられ、ケー
ブル２０との交差部分で番線などにより、引張力の相互
伝達が可能で、かつ両者の角度変位が自在な、いわゆる
ピン結合状態で互いに位置ずれしないように結合され
る。また副ケーブル３０は、ケーブル２０との結合部分
間でゆるみをもたせて配設される。

【００３７】内側部材１３の外周および外側部材１４の
内周は、上記山形のケーブルガイド２１，２２によって
ケーブル２０間に窪み面３２が形成されていて、この窪
み面３２は、ゆるみをもたせた副ケーブル３０がローリ
ングシート部材１５の繰り上げ繰り下げに応じて移動さ
れるのを案内できるようになっている。

【００３８】このような構成によれば、ローリングシー
ト部材１５に作用する空気室１６内の圧力はまず当該ロ
ーリングシート部材１５内の補強繊維材の引張力で受け
止められ、この補強繊維材の引張力は副ケーブル３０の
引張力で受け止められ、さらに副ケーブル３０の引張力
が最終的にケーブル２０の引張力で受け止められること
となって、ローリングシート部材１５に対してきわめて
強固な補強を施すことができ、ローリングシート部材１
５の挙動を安定化することができる。

【００３９】そしてこのように副ケーブル３０を設ける
にあたり、これがローリングシート部材１５の繰り上げ
繰り下げに伴って移動する経路となる外側部材１４およ
び内側部材１３の内・外周に窪み部３２を設けたので、
副ケーブル３０にゆるみをもたせてこれに過度な張力が
作用するのを防止しながら、このゆるみをもたせた副ケ
ーブル３０の移動でローリングシート部材１５が擦られ
て損傷されるのを防止できる。

【００４０】さらに図示例にあっては副ケーブル３０を
設けたことに応じて、ローリングシート部材１５内に埋
め込まれる補強繊維材３４が、ケーブル２０の配設方向
に沿ってのみ設けられている。このように構成すること
により、ローリングシート部材１５の周方向の拘束を弱
めることができて、ローリングシート部材１５は、外側
部材１４と内側部材１３との間の水平方向隙間Ｓで周方
向に沿う伸縮変形が可能となり、外側部材１４と内側部
材１３の内・外周長に差があっても、これをローリング
シート部材１５の当該伸縮変形によって吸収してシワが
発生することを防止することができる。

【００４１】図７および図８には上記実施形態の他の変
形例が示されていて、上記実施形態では窪み面３２をケ
ーブルガイド２１，２２によって形成したが、これに代
えて内側部材１３の外周および外側部材１４の内周に直
接形成するようにしてもよい。このような変形例にあっ
ても上記実施形態と同様な作用・効果を奏することはも
ちろんである。

【００４２】ところで、上記空気ばね１１は内側部材１
３をベース１２側、外側部材１４を建物側に設けたが、
これら内側部材１３と外側部材１４を逆にして配置して
も同様の機能を得ることができる。

【００４３】また、上記各実施形態にあっては、免振対
象物を建物として説明したが、これに限ることなく精密
機器およびその他の振動を嫌う設備や装置、物品を対象
としてもよいことはもちろんである。

【００４４】更に、上記実施形態にあっては、入力振動
として地震を例示して説明したが、交通振動や日常振動
であっても三次元免振できることはもちろんである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の免振装置
は、ローリングシート型空気ばねを用いて三次元免振を
行うようになっており、ローリングシート部材の輪郭に
沿って配置した紐状の補強部材によって、ローリングシ
ート部材の折り返し部分に作用する気体封入空間内の圧
力を一部逃がすようにしたので、内側部材と外側部材と
の径差を大きくして気体封入空間を拡大した場合にも、
ローリングシート部材の折り返し部分が過剰に膨出する
のを防止して円滑な作動を保証することができる。ま
た、上記紐状の補強部材の両端部は凸状ガイドに収納さ
れるため、該紐状の補強部材が突起物となってローリン
グシート部材に局部的な応力が発生するのを防止するこ
とができる。更に、内側部材に配置される凸状ガイドの
突出量を、外側部材に配置される凸状ガイドの突出量よ
り大きく設定して、それぞれの凸状ガイドを含めた内側
部材の外回りの長さと外側部材の内回りの長さとを略等
しくしたので、ローリングシート部材の内周部分の周長
と外周部分の周長とを等しくすることができ、これら内
周部分および外周部分の繰り上げ繰り下げの挙動を滑ら
かに行わせることができるとともに、内側部材に引き寄
せられる際にローリングシート部材にシワが寄るのを防
止することができる。そして、上記凸状ガイドを内側部
材および外側部材に対してそれらの周方向に沿ってスラ
イド自在としたので、水平振動に対して凸状ガイドが移
動して内側部材と外側部材との水平変位を許容すること
ができ、これによって空気ばねによる水平免振機能を十
分に確保することができる。

【００４６】また、上記内側部材の外周および上記外側
部材の内周と、それぞれに配置される上記凸状ガイドと
の間に、該凸状ガイドの移動を容易にする低摩擦材を設
けたので、水平振動に対する免振効果をさらに向上する
ことができる。

【００４７】また、上記ローリングシート部材の周囲
に、上記紐状の補強部材と交差させて第２の紐状の補強
部材を設けたので、紐状の補強部材が受け止める圧力を
第２の紐状の補強部材によっても支持させることがで
き、補強効果を高めてローリングシート部材の作動を安
定化させることができる。

【００４８】さらに、上記第２の紐状の補強部材は、上
記紐状の補強部材間にゆるみをもたせて設けられるとと
もに、上記内側部材の外周および上記外側部材の内周に
は、第２の紐状の補強部材の移動を案内する窪み面を形
成したので、第２の紐状の補強部材にも引張力を導入し
てローリングシート部材に作用する圧力の支持を受け持
たせる際に、補強構造としては、外側部材および内側部
材に両端が取り付けられる紐状の補強部材を主体とし、
ローリングシート部材の周囲に設けられる第２の紐状の
補強部材がその助けとなるようにして、この第２の紐状
の補強部材に過剰な引張力が作用することを防止できる
とともに、内側部材および外側部材に窪み面を形成する
ことにより、ローリングシート部材の繰り上げ繰り下げ
に伴って、ゆるみをもたせた第２の紐状の補強部材が内
側部材の外周や外側部材の内周と摩擦接触しつつ移動
し、この移動によってローリングシート部材の表面が第
２の紐状の補強部材に擦られて損傷を受けることを防止
することができる。

【００４９】また、上記ローリングシート部材内に、上
記紐状の補強部材の配設方向に沿って補強繊維材を設け
たので、ローリングシート部材は外側部材および内側部
材の間の水平方向隙間の周方向に沿う変形が可能とな
り、外側部材と内側部材の内・外周長に差があっても、
これをローリングシート部材の当該変形によって吸収し
てシワの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す図１中のＡ部拡大断
面図である。

【図３】本発明の一実施形態を示す図１中のＢ−Ｂ線か
らの拡大断面図である。

【図４】本発明の一実施形態の変形例を示す、図３に対
応する拡大断面図である。

【図５】図４の変形例におけるローリングシート部材周
辺の側断面図である。

【図６】図４の変形例におけるケーブル等の補強構造を
示す斜視図である。

【図７】本発明の一実施形態の他の変形例を示す、図３
に対応する拡大断面図である。

【図８】図７の変形例におけるケーブル等の配設状態を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 免振装置 １１ 空気ばね １２ ベース １３ 内側部材 １４ 外側部材 １５ ローリングシート部材 １５ａ 外周部分 １５ｂ 内周部分 １５ｃ 折り返し部分 １６ 空気室 ２０ ケーブル ２１，２２ ケーブルガイド ２３，２４ 溝部 ２６，２７ 低摩擦材 ３０ 副ケーブル ３２ 窪み面 ３４ 補強繊維材

Claims (5)

【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
   の免振対象物との間に設けられ、これらベースまたは免
   振対象物の一方から他方へ向かって突出される内側部材
   と、 上記ベースまたは上記免振対象物の他方から一方へ向か
   って突出され、上下方向および水平方向に適宜間隔を隔
   てて上記内側部材の外周を囲繞する中空筒体状の外側部
   材と、 これら外側部材の内周と内側部材の外周との水平方向隙
   間に垂れ下がるように折り返されて配置され、その内周
   部分を該内側部材外周に沿わせてその内側端部を当該内
   側部材に気密に取り付けるとともに、その外周部分を該
   外側部材内周に沿わせてその外側端部を当該外側部材に
   気密に取り付けて、上記ベースと上記免振対象物との上
   下相対変位に伴うこれら内側部材と外側部材との上下相
   対変位に応じて該水平方向隙間内で繰り上げ繰り下げ変
   位されるとともに、当該水平方向隙間から該外側部材と
   該内側部材との間にわたって気体封入空間を形成する可
   撓性筒状のローリングシート部材とを備え、 該ローリングシート部材には、上記外側部材および上記
   内側部材にその両端をそれぞれ取り付けて、該ローリン
   グシート部材の輪郭に沿って紐状の補強部材を配設し、 上記外側部材の内周および上記内側部材の外周にはそれ
   ぞれ、上記水平方向隙間に向かって突出させて、かつそ
   れらの周方向にスライド自在に、上記補強部材を係脱自
   在に収納する凸状ガイドを配設するとともに、 上記ローリングシート部材の内周部分と外周部分の周長
   を等しくすべく上記凸状ガイドを含む上記内側部材の外
   周の周長と上記外側部材の内周の周長とを等しくするた
   めに、該内側部材の該凸状ガイドの突出量を、該外側部
   材の該凸状ガイドの突出量よりも大きく設定したことを
   特徴とする免振装置。
2. 【請求項２】 上記内側部材の外周および上記外側部材
   の内周と、これらにそれぞれ配設される上記凸状ガイド
   との間に、低摩擦材を設けた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】 上記ローリングシート部材の周囲に、上
   記紐状の補強部材と交差させて第２の紐状の補強部材を
   設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の免振
   装置。
4. 【請求項４】 上記第２の紐状の補強部材は、上記紐状
   の補強部材間にゆるみをもたせて設けられるとともに、
   上記内側部材の外周および上記外側部材の内周には、第
   ２の紐状の補強部材の移動を案内する窪み面を形成した
   ことを特徴とする請求項３に記載の免振装置。
5. 【請求項５】 上記ローリングシート部材内に、上記紐
   状の補強部材の配設方向に沿って補強繊維材を設けたこ
   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。