JP2002221246A - 衝撃吸収性ボール・ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】１対の金属製の升型あるいは桶型ボール保
持具と、保持具の間に装着保持される金属球９からな
り、ボール保持具壁面７には縦方向に数条の間隙が設け
られ区分された複数のそれぞれ独立した衝撃吸収壁片部
を構成し、また金属球の直径は升型あるいは桶型ボール
保持具底面の辺長あるいは直径より大で、上下構築物に
ボール保持具の底面をそれぞれ固定し、該ボール保持具
の壁面の開口が対峙するようになし、その間に前記の金
属球を配置した際に、金属球はボール保持具壁面の壁片
部内に嵌入することなく、該壁片部群により弾力的に保
持せられる、衝撃吸収性ボール・ダンパー。 【効果】構築物に対する上下方向の衝撃震動は金属球が
衝撃吸収性の壁片部群内に押し入れられ、また前後，左
右方向の震動に対してはボール保持具が金属球をともな
い左右に移動し、震動の衝撃が有効に吸収せられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐震性にすぐれた構
築物の衝撃吸収性ダンパーに関する。

【０００２】

【従来の技術】建物、機械基礎等に伝わる地震振動、交
通振動等を吸収する目的での免振・防振構法として、上
部及び下部基礎の間に、テフロン（登録商標）、ステン
レス等のすべり板を介して積層ゴム等を設置する所謂粘
弾性ダンパーとか、粘弾性ダンパーとスプリング等を併
用する方法が知られている。しかしながらこういった粘
弾性ダンパーは経時的な劣化の避けられない積層ゴム材
を使用するとか、その効果を補完するために比較的高価
なすべり材が必要であるし、スプリング等による免震効
果も未だ十分なものとはいえない。

【０００３】また建物床面に凹型ベースを間隔をあけて
敷設し、該ベース内側を円形あるいは多角形にくぼま
せ、凹レンズ板をのせ、その上に金属球をおいて金属球
を上方から升型の箱で覆い、該箱の底面と建物土台との
間にコイルバネとオイルダンパーを固定的に取り付け、
コイルバネとオイルダンパーにより上下動衝撃を吸収さ
せると共に、横揺れに対しては凹型ベース内でのレンズ
板と金属球の点接触でその衝撃を吸収させる方式（特許
公開２０００−３０４０９０）とか基礎コンクリート上
に積層ゴムを補強プレートと共に敷設し、建物土台に固
設した箱型の土台受け内に金属球をいれ、該球と土台受
けとの点接触、および積層ゴムによる振動吸収を期待し
た方式（特許公開２０００−３０３７１７）その他数々
の提案がなされている。

【０００４】しかしながら従来の金属球を利用する方式
はいずれも振動時に金属球がその収容箱内で回転移動
し、金属球と箱面との間および金属球とすべり板の間に
点接触が保たれ振動時の摩擦それにより減少せられるこ
とによるものである。従って金属球は構築物荷重に耐え
うるだけでなく、耐摩擦性に優れ変形し難い完全球形の
ものであることが、必要とされる。従って金属球を利用
する方式の免震装置は多数の提案に係わらず未だ実用化
に至っていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、劣化の点で問
題となる粘弾性ダンパーによることなく、金属球を利用
した、耐久性に富む比較的簡単な装置でもって上下動の
みならず、前後、左右の振動に対しても十分な衝撃吸収
性を示すダンパーが要望されており、係る課題にこたえ
る事が本発明目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、上記課
題が上下１対の升型あるいは桶型金属製のボール保持具
と、該保持具の間に装着支持される金属球とからなり、
升型あるいは桶型ボール保持具の底面にはそれらを上下
の構築物対面にそれぞれ固定するための手段が設けら
れ、升型あるいは桶型ボール保持具の壁面には縦方向に
数条の間隙が設けられ分断各片がそれぞれ独立して衝撃
吸収壁片部を構成し、また金属球の直径は升型あるいは
桶型ボール保持具底面の内径より大に選択されていて、
ボール保持具底面を上下の構築物対面に固定し各ボール
保持具の壁面を衝撃吸収壁片部が互いに向き合うように
位置せしめ、その間に前記の金属球を配置した際に金属
球は構築物荷重により保持具壁面内に嵌入することがな
く、保持具壁面の衝撃吸収壁片部群により弾力的に保持
されている衝撃吸収性ボール・ダンパーにより解決せら
れる。

【０００７】本発明ボール・ダンパーの升型あるいは桶
型ボール保持具は、鉄、鋼鉄、ステンレススチール、チ
タン合金あるいは他の強靱性金属又は合金でつくられ、
その底面にはボール保持具を構築物、例えば建物、機
械、それらの土台に固定するための手段、例えばボルト
締めの開口がもうけられ、またその壁面には縦方向に数
条の間隙が設けられ、該間隙により分断された壁面片群
は、後述の金属球を弾力的に保持する衝撃吸収壁片部を
それぞれが構成するものである。

【０００８】ボール保持具壁面の縦方向の間隙、例えば
切り込み部の位置および数はボール保持具の構築物への
取り付け方法、構築物荷重、予想振度、保持具材料の粘
弾性等を考慮して最適に選択せられるが、一般に升型に
あっては、その四隅位置に、また桶型にあっては底部円
周を４等分する位置に設けられることが好ましい。

【０００９】本発明でボール保持具の間に装着さるべき
金属球は構築物荷重に耐えることができる金属球であれ
ばよく、ボールベアリングの球の如く対磨耗性にすぐれ
ていることは特に必要とされないから、鉄、鋼鉄、ステ
ンレススチール等であれば十分である。本発明において
はこの金属球の直径が前記ボール保持具底面の内径より
幾分大に選択されることのみが要件である。

【００１０】本発明では前記のボール保持具の底面が上
下の構築物対面に例えばボルト締めにより固定されボー
ル保持具の壁面同志が向かい合うようになされ、その間
に金属球が装着配置せられる。この際に、金属球はその
直径が前記壁面開口の内径より大であるため構築物荷重
により該金属球が保持具壁面開口内に嵌入することはな
い。

【００１１】地震等により構築物に上下方向への力が加
わつた場合、前記金属球はボール保持具の壁面の多数の
衝撃吸収壁片群の間に押し入れられ、上下の前記衝撃吸
収壁片により弾力性により衝撃が吸収せられる。また前
後、左右への振動に対しては、構築物に連動してボール
保持具およびその間に保持される金属球がそれぞれ前
後、左右に独立して動き、金属球で押される側の衝撃吸
収壁片が押し出し方向に弾力的に彎曲して衝撃を吸収
し、反対側は静止位置に残るので、上下ボール保持具の
壁面により有効に衝撃が吸収せられる。

【００１２】図面により本発明の好ましい具体例を説明
する。図１は構築物（１）（２）に本発明の衝撃吸収性
ボール・ダンパーが取り付けられ静止状態にある構築物
ならびにボール・ダンパーの略図的断面図である。図２
は本発明の衝撃吸収性ボール・ダンパーの斜視図であ
る。これらの図から明らかな如く、上下の構築物対面に
は、ボール保持具（３、４）の底面（５，６）が例えば
ボルト締め手段により固定され、ボール保持具の壁面
（７，８）はその開口部がそれぞれ向き合うように配置
され、これら開口の間には、ボール保持具底面の内径よ
り大なる直径の金属球（９）がはめこまれ配置されてい
る。この具体例ではボール保持具は鋼鉄製の升型保持具
であり、該升型保持具底面の四隅位置に、それぞれ升壁
面に縦方向の間隙が設けられ升壁面が４枚の衝撃吸収壁
片群に区分されている。（図２参照）

【００１３】地震等で上下方向に振動が生じた際、構築
物（１）および（２）の間に加わる力は、金属球が上下
の衝撃吸収壁片群の内側に部分的にその弾性に抗して押
し入れられまた反発せられるので、衝撃吸収壁片群によ
り該荷重は有効に吸収され、図３の状態となる。

【００１４】前後、左右の振動の際には（図４参照）土
台乃至は土台近くの構築物に固定されたボール保持具
（下側）は余り大きくは移動せず、それに対面する構築
物およびボール保持具（上側）は比較的大きく振動する
ことになる。この場合金属球自体もある程度のころがり
でボール保持具と共に前後、左右に移動する。図４の実
線（右方移動）および破線（左方移動）でしめされる如
く、金属球が強く接触する側の衝撃吸収壁片群は金属球
により押される力に応じて押し出し方向に弾力的に彎曲
し、他方の側の衝撃吸収壁片群は元の状態を保つ。この
ようにして金属球とボール保持具の衝撃吸収壁片群の相
互作用により振動衝撃は有効に吸収せられるのである。

【００１５】上記は升型のボール保持具に関して説明し
たが、本発明のボール保持具は底面が円形の桶型であっ
ても構わず、また壁面の縦方向間隙は、２以上の複数条
設けることが可能である。ボール保持具、金属球、前記
の壁面間隙の数およびこれらの材質、サイズ、あるいは
設置する本発明のボール・ダンパーの数等は構築物荷
重、耐衝撃度等を考慮し当業者により適宜選択せられ
る。升型あるいは桶型ボール保持具は適切な金属板から
打ち抜き、溶接等で作ることが出来、また所望により金
属球は完全な球形でなく偏平球状とすることも可能であ
る。

【００１６】本発明にあっては、大量生産ができ、現場
で簡単に組み立てることが出来る安価な装置でもって、
積層ゴム等の粘弾性ダンパー、滑り材、スプリング等を
必要とせず構築物の上下、前後、左右の振動衝撃を有効
に吸収できる耐震性ボール・ダンパーが提供され、メン
テナンスの点でも極めて優れている。

【００１７】本発明のボール・ダンパーは建物土台等の
建築物のみならず、重量のある家具類、屋外構築物等に
広く耐震具として利用せられ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝撃吸収性ボール・ダンパーが構築物
に取り付けられ静止状態にある際の側断面図

【図２】図１の衝撃吸収性ボール・ダンパーの斜視図

【図３】上下振動が生じた際の図１のボール・ダンパー
の側断面図

【図４】左右振動が生じた際の図１のボール・ダンパー
の断面図で、実線は右側に移動した場合、破線は左側に
移動した場合の金属球およびボール保持具振動吸収壁片
部を示す

【符号の説明】

１ 上部構築物 ２ 下部構築物 ３ 上ボール保持具 ４ 下ボール保持具 ５ 保持具底面 ６ 保持具底面 ７ 保持具壁面 ８ 保持具壁面 ９ 金属球

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下１対の升型あるいは桶型金属製のボー
   ル保持具と、該保持具の間に装着支持される金属球とか
   らなり、升型あるいは桶型ボール保持具の底面にはそれ
   らを上下の構築物対面にそれぞれ固定するための手段が
   設けられ、升型あるいは桶型ボール保持具の壁面には縦
   方向に数条の間隙が設けられ分断各片がそれぞれ独立し
   て衝撃吸収壁片部を構成し、また金属球の直径は升型あ
   るいは桶型ボール保持具底面の内径より大に選択されて
   いて、ボール保持具底面を上下の構築物対面に固定し各
   ボール保持具の壁面を衝撃吸収壁片部が互いに向き合う
   ように位置せしめ、その間に前記の金属球を配置した際
   に金属球は構築物荷重により保持具壁面内に嵌入するこ
   とがなく、保持具壁面の衝撃吸収壁片部群により弾力的
   に保持されている、衝撃吸収性ボール・ダンパー。
2. 【請求項２】ボール保持具底面を構築物に固定するため
   の手段がボルト締め手段である請求項１記載のダンパ
   ー。
3. 【請求項３】ボール保持具が鉄、鋼鉄、ステンレススチ
   ール、チタン合金あるいは他の強靱性金属又は合金でつ
   くられる請求項１あるいは２記載のダンパー。