JP2008202374A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造でありながら、免震機能が効果的に発揮され、かつ潤滑剤を長期に
保持できる免震装置を提供する。
【解決手段】 建築物の下側構造体２と上側構造体４との間に介在させる免震装置１であ
る。前記下側構造体２に設置されるベース部材３と、このベース部材３の上方に位置して
前記上側構造体４に設置されるボール支承部材５と、前記ベース部材３の上面を転がり自
在な１個の大径ボール６とを有する。この大径ボール６を前記ボール支承部材５に複数の
小径ボール７を介して転動自在に支持する。前記ボール支承部材５に取付けられて大径ボ
ール６の外周を囲み下端８ａが前記ベース部材３の上面に対して接触回避用の隙間ｄが介
在する近接位置まで延びた保護環８を設ける。この保護環８の中に潤滑剤ｇを封入する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、地震の揺れに対して対応することができ、地震の揺れを効果的に逃がし、
建築物に伝わらないようにすることができる免震装置に関する。

従来、地震の揺れを逃がし、建築物に伝わらないようにすることができる免震装置とし
て、転がり支承型の免震装置が多く用いられている。特許文献１には、このような転がり
支承型の免震装置の一例が開示されている。この特許文献１に開示された免震装置は、大
径ボールの上に３個以上の小径ボールを回転可能に保持する構成となっており、大径ボー
ルは、円筒孔に組み込み固定された摩擦ホルダーに転がりを抑制された状態で包持されて
いる。また、小径ボールは、この小径ボールより少し大径で各小径ボール毎に形成された
保持孔内に保持されている。この保持孔の内部空間にはグリースが充填されている。
特開２００６−２９９７７２号公報

上記のような従来の免震装置の場合、大径ボールは、円筒孔に組み込まれた摩擦ホルダ
ーに落ち止めされた状態で保持されており、その保持構造が二重構造であるため複雑とな
る。また、大径ボールは、保持孔にグリースを介して回転可能に保持された小径ボールに
接しているが、摩擦ホルダーに転がりを抑制されかつ非潤滑下の状態で包持されているの
で、横揺れ時のオーバーランの発生は防止されるものの、転がりの円滑性を欠くことが懸
念される。さらに、複数の小径ボールを保持する保持孔は小径ボール毎に形成されており
、そのため、保持孔の加工および構造が複雑となり、装置が高価なものとなることも予想
される。

この発明の目的は、簡単な構造でありながら、免震機能が効果的に発揮され、かつ潤滑
剤を長期に保持できる免震装置を提供することである。

この発明の免震装置は、建築物の下側構造体と上側構造体との間に介在させる免震装置
であって、前記下側構造体に設置されるベース部材と、このベース部材の上方に位置して
前記上側構造体に設置されるボール支承部材と、前記ベース部材の上面を転がり自在な１
個の大径ボールとを有し、この大径ボールを前記ボール支承部材に複数の小径ボールを介
して転動自在に支持し、前記ボール支承部材に取付けられて大径ボールの外周を囲み下端
が前記ベース部材の上面に対して接触回避用の隙間が介在する近接位置まで延びた保護環
を設け、この保護環の中に潤滑剤を封入したことを特徴とするものである。

この構成によれば、ベース部材の上面を転がり自在とされた１個の大径ボールが上側構
造体に設置されたボール支承部材に複数の小径ボールを介して転動自在に支持されている
から、地震等が発生して建築物の下側構造体が揺れると、その揺れに応じて大径ボールが
回転しようとする。この回転力は上側で接する小径ボールを回転させ、これにより大径ボ
ールが回転可能となり、揺れが吸収・軽減される。この揺れの吸収により、上側構造体へ
の振動の伝播が抑制される。この場合、大径ボールの外周を囲むようボール支承部材に取
付けられた保護環の中に潤滑剤が封入されているから、大径ボールの転がりが円滑になさ
れ、上記上側構造体への振動伝播の抑制が効果的になされる。また、保護環は、その下端
が前記ベース部材の上面に対して接触回避用の隙間が介在する近接位置まで延びるよう取
付けられているから、潤滑剤の長期の保持がなされ、大径ボールのベース部材上での円滑
な転動が持続される。

この発明において、前記保護環の下端に、前記大径ボールの通過が不能な内径に形成さ
れて前記大径ボールの一部を下方に突出させるボール保持口を有する底板部を設けても良
い。このような底板部を設ければ、保護環内での潤滑剤の保持性がより向上する。また、
大径ボールは、保護環から抜け落ちることなく、表面が潤滑された状態で下方に突出する
部分を介してベース部材上を円滑に転動する。

また、この発明において、前記ボール支承部材の下面に、前記複数の小径ボールをそれ
ぞれ回転自在に、かつ円周方向に並べて入れた円周溝を設けても良い。このような円周溝
をボール支承部材の下面に設けるようにすれば、小径ボールが円周溝内を回転することに
より、大径ボールのベース部材上での転動性が向上し、また、小径ボール毎に保持孔を設
ける場合に比べて構造が簡単であり、加工も容易で、装置の低コスト化を図ることができ
る。

この発明の免震装置は建築物の下側構造体と上側構造体との間に介在させる免震装置で
あって、前記下側構造体に設置されるベース部材と、このベース部材の上方に位置して前
記上側構造体に設置されるボール支承部材と、前記ベース部材の上面を転がり自在な１個
の大径ボールとを有し、この大径ボールを前記ボール支承部材に複数の小径ボールを介し
て転動自在に支持し、前記ボール支承部材に取付けられて大径ボールの外周を囲み下端が
前記ベース部材の上面に対して接触回避用の隙間が介在する近接位置まで延びた保護環を
設け、この保護環の中に潤滑剤を封入したため、大径ボールの小径ボールを介したベース
部材上での円滑な転動により、揺れ吸収が効果的になされ、地震時における建築物の免震
機能が的確に発揮される。また、大径ボールを潤滑する潤滑剤の保持性が良く、大径ボー
ルの転動性が長期に渡り維持される。ベース部材、ボール支承部材、大径ボール、複数の
小径ボールおよび保護環を基本構成とするものであるから、構造が簡単であり、安価な免
震装置を提供することができる。

この発明において、保護環の下端に、前記大径ボールの通過が不能な内径に形成されて
前記大径ボールの一部を下方に突出させるボール保持口を有する底板部を設けた場合は、
大径ボールの保護環からの抜け落ちが防止されると共に、保護環内での潤滑剤の保持性が
より向上する。また、ボール支承部材の下面に、前記複数の小径ボールをそれぞれ回転自
在に、かつ円周方向に並べて入れた円周溝を設けた場合、大径ボールのベース部材上での
転動性が一層向上し、加えて、円周溝の加工性の良さから、装置の低コスト化がより効果
的になされる。

この発明の免震装置の一実施形態を図１と共に説明する。この免震装置１は、建築物の
下側構造体２に設置されるベース部材３と、このベース部材３の上方に位置して建築物の
上側構造体４に設置されたボール支承部材５と、ベース部材３の上面を転がり自在な１個
の大径ボール６とを有する。ボール支承部材５は、その上端部に形成されたフランジ部５
ａを介し、このフランジ部５ａでボルト５ｂによって上側構造体４の下面に取付固定され
ている。ベース部材３もボール支承部材５と同様にボルト（図示せず）等の止具によって
下側構造体２の上面に取付固定されている。大径ボール６は、前記ボール支承部材５に複
数の小径ボール７を介して転動自在に支持されている。
ボール支承部材５には、大径ボール６の外周を囲む円筒状の保護環８が嵌装され、溶接
その他の固着手段により取付け固定されている。この保護環８の下端８ａは、ベース部材
３の上面に対して接触回避用の隙間ｄが介在する近接位置まで延びており、保護環８の中
には潤滑剤（例えば、グリース）ｇが封入されている。隙間ｄは、地震時の保護環８とベ
ース部材３との相対移動の際も、下端８ａとベース部材３の上面とが接触せず、かつ封入
された潤滑剤ｇの漏出を最小限に抑え得る程度の大きさに設定されている。

ボール支承部材５は円柱状であって、その下面部に、前記小径ボール７、大径ボール６
の上側部分および充填・封入された潤滑剤ｇの一部を収容する円柱状の凹空所５ｃが形成
されている。この凹空所５ｃの上底の内隅部には、前記複数の小径ボール７を、並んだ状
態で、かつそれぞれが回転・転走し得るよう収容する断面半円弧状の円周溝５ｄが形成さ
れている。この円周溝５ｄの曲率半径は小径ボール７の半径よりやや大とされ、前記潤滑
剤ｇが円周溝５ｄと小径ボール７との間の転接面に滲入し得るようになされている。円周
溝５ｄにその周方向に沿って並列状態で収容される複数の小径ボール７と、前記ベース部
材３との間に、大径ボール６が互いに接触状態で介在されている。この大径ボール６は、
その下面部においてベース部材３の上面を転動可能に、また上面部において全ての小径ボ
ール７に転接可能な状態で支持されるよう、その大きさや配置関係の設定がなされている
。上記円周溝５ｄは、大径ボール６の鉛直中心線と同心的に形成され、大径ボール６とこ
の円周溝５ｄに収容される小径ボール７との接触角（大径ボール６の鉛直中心線と、大径
ボール６および小径ボール７の中心を結ぶ線とのなす角）αは、地震時の大径ボール６に
かかる水平方向の力と建築物の重量とのバランスを勘案すると、４５°〜６０°が適正と
される。複数の小径ボール７を収容する円周溝５ｄは、その周方向に一連のものであるか
ら、簡易な溝加工によって形成することができる。
なお、大径ボール６および小径ボール７は鋼球からなり、また、ベース部材３、ボール
支承部材５及び保護環８は、鋼材によって作製される。

上記のように構成された免震装置１を、建築物の下側構造体２と上側構造体４との間の
適所に複数介在させた状態で建築物の構築がなされる。地震が発生した場合、大地の揺れ
に伴い下側構造体２およびベース部材３も横揺れする。この下側構造体２およびベース部
材３の横揺れによって、大径ボール６がベース部材３の上面を相対的に転動する。この相
対転動によって横揺れが吸収され、大径ボール６の上にボール支承部材５を介して支持さ
れた上側構造体４およびその上に構築された建築物には、地震時の振動が伝播されず、免
震がなされる。大径ボール６は、潤滑剤ｇが封入・充填された保護環８内に保持され、円
周溝５ｄにその周方向に沿って並列状態で収容された複数の小径ボール７に転動可能に支
持されているから、ベース部材３の上面での相対転動が円滑になされ、効果的な振動吸収
機能が発揮される。特に、図示のように、潤滑剤ｇが大径ボール６と保護環８との間の空
間部分から前記ボール支承部材５の空所５ｃ内にも及ぶよう封入・充填されるから、大径
ボール６と小径ボール７との相対転接部分および小径ボール７の円周溝５ｄ内での転接部
分が潤滑剤ｇによって常に潤滑され、大径ボール６のベース部材３の上面での転動が円滑
になされる。

図２は他の実施形態を示す。この実施形態の免震装置１においては、前記保護環８の下
端８ａに底板部８ｂを設け、この底板部８ｂは、その中央に前記大径ボール６の通過が不
能な内径に形成されて大径ボール６の一部を下方に突出させるボール保持口８ｃを有して
いる。また、保護環８の上端には外向鍔部８ｄが形成され、この外向鍔部８ｄと前記ボー
ル支承部材５のフランジ部５ａとが合体された状態で、前記ボール支承部材５が保護環８
と共にボルト５ｂによって上側構造体４の下面に取付固定されている。保護環８の下端８
ａは、上記の実施形態と同様、ベース部材３の上面に対して接触回避用の隙間ｄが介在す
る近接位置まで延びており、底板部８ｂの下面とベース部材３の上面との間もこの隙間ｄ
となるよう設定されている。また、この保護環８の中には、上記実施形態と同様に潤滑剤
（例えば、グリース）ｇが封入されている。

この実施形態の免震装置において、大径ボール６は、その下方の一部が、ボール保持口
８ｃより突出してベース部材３上を転動する。このボール保持口８ｃは、大径ボール６の
通過が不能な内径に形成されているから、すなわち、ボール保持口８ｃの内径が大径ボー
ル６の径より小さいから、大径ボール６が抜け落ちることなく、また、保護環８内での潤
滑剤ｇの保持性がより向上する。そして、上記同様地震発生時の下側構造体２およびベー
ス部材３の横揺れによって、大径ボール６がベース部材３の上面を相対転動し、横揺れが
吸収され、大径ボール６の上にボール支承部材５を介して支持された上側構造体４および
その上に構築された建築物には、地震時の振動が伝播されず、免震がなされる。大径ボー
ル６は、潤滑剤ｇが充填された保護環８内に保持され、円周溝５ｄにその周方向に沿って
並列状態で収容された複数の小径ボール７に転動可能に支持されているから、ベース部材
３の上面での相対転動が円滑になされ、同様に効果的な振動吸収機能が発揮される。
この実施形態のその他の構成は上記実施形態と同様であるから、共通部分に同一の符号
を付してその説明を省略する。

なお、この発明の免震装置は建築物の下側構造体と上側構造体との間に介在させるもの
であるが、その介在個数や介在位置等は、建築物の規模や重量等に応じ設計的事項として
適宜定められる。また、この免震装置と組合せてオーバーランを防止するための減衰装置
を適宜配置すること可能である。

この発明の一実施形態に係る免震装置を示す断面図である。 この発明他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１…免震装置
２…下側構造体
３…ベース部材
４…上側構造体
５…ボール支承部材
５ｄ…円周溝
６…大径ボール
７…小径ボール
８…保護環
８ａ…下端
８ｂ…底板部
８ｃ…ボール保持口
ｄ…隙間
ｇ…潤滑剤

Claims (3)

1. 建築物の下側構造体と上側構造体との間に介在させる免震装置であって、前記下側構造
   体に設置されるベース部材と、このベース部材の上方に位置して前記上側構造体に設置さ
   れるボール支承部材と、前記ベース部材の上面を転がり自在な１個の大径ボールとを有し
   、この大径ボールを前記ボール支承部材に複数の小径ボールを介して転動自在に支持し、
   前記ボール支承部材に取付けられて大径ボールの外周を囲み下端が前記ベース部材の上面
   に対して接触回避用の隙間が介在する近接位置まで延びた保護環を設け、この保護環の中
   に潤滑剤を封入したことを特徴とする免震装置。
2. 請求項１において、前記保護環の下端に、前記大径ボールの通過が不能な内径に形成さ
   れて前記大径ボールの一部を下方に突出させるボール保持口を有する底板部を設けた免震
   装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記ボール支承部材の下面に、前記複数の小径ボー
   ルをそれぞれ回転自在に、かつ円周方向に並べて入れた円周溝を設けた免震装置。

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