JP3153485B2

JP3153485B2 - 免震装置

Info

Publication number: JP3153485B2
Application number: JP01958197A
Authority: JP
Inventors: 将男秋元
Original assignee: 有限会社サンコーエンジニアリング
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2017-01-20
Also published as: JPH10205577A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物、器物等に
用いる地震動の免震装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発生した地震動によって器物、建
物等の損壊を防止するために例えば下記各種の免震装置
が開発されている。器物、建物等の被支持体と基礎等の支持体間に各種
積層ゴムを介在させた免震装置がある（社団法人発明
協会発行「発明」１９９５年６月号記載）。被支持体の荷重を支持して支持体に伝達する中間体
を設け、中間体を複数個のつる巻ばねにより所定方向に
振動可能に支持するか、又はこれにオイルダンパーを併
用した構造の免震装置がある。本発明者によって開発された、支持体上に水平な支
持部材を取付け、水平面の被支持体を転動可能なボール
によって支持し、支持部材と被支持体間にゴム部材を渡
した構造の免震装置がある（特公平６−７４６７０号公
報記載）。支持体上に湾曲面の支持部材を取付け、被支持体を
リテーナーによって保持されたボールベアリング列を介
して支持部材上を転動可能なボールによって支持した構
造の免震装置がある。本発明者によって開発された、支持体上に湾曲面の
案内部材を取付け、被支持体を軸線回りに転動可能な転
動体によって支持する構造の免震装置がある（特公平６
−７４６０９号公報記載）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の技術の
うち、の例では、被支持体の重量によって免震性
能が異なるため、重量が変わったとき積層ゴム、ばね、
ゴム部材等を最適なものに合わせる必要がある。の
例では、被支持体の重量に比例した復元力が作用するの
で設計上の自由度が高いという特徴を有しているが、地
震動の全振幅以上の大きさの装置が必要である。このた
め、従来技術はいずれも使い勝手が制約されたり、価格
が高くなり、多くの空間を要しスペース上の制約で軽量
小型の器物には採用し難かった。本発明は、リンク機構
で被支持体の荷重を支持する球体の位置を免震に対する
適位置に常に保持可能で、の例の半分近い大きさで
許容相対変位を大きくとれて強い地震動にも対応でき、
しかも地震動に対し応答加速度が小さく優れた免震効果
を有し、被支持体の重量変化に対し免震性能が変わら
ず、簡易な構造で十分な強度が得られ、低コストであっ
て、軽量小型の一般家庭や小規模企業におけるＯＡ機
器、医療機器、美術品等の器物の低荷重用から、省スペ
ース条件下の建造物等の中荷重用まで、幅広く用いるの
に好適な免震装置を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、請求項１の発明にあっては、水平方向に
被支持体に取付けられた上面部材下の被支持面と対向す
る支持体に取付けられた下面部材上の支持面との少なく
ともいずれかを凹状の皿形とし、前記被支持面及び支持
面間に配設された剛性材料の球体と、少なくとも前記球
体直径より僅かに大径の円形又は円弧状の中心開口部を
有し前記球体を挟着する中央リンクと、前記下面部材上
及び上面部材下に回動可能に係着された周辺リンクとを
回動可能に連結して形成された少なくとも一つの平行四
辺形を含むリンク機構とを備え、地震動発生による前記
球体の揺動に前記平行四辺形が追従して変形可能とされ
ている免震装置により解決した。請求項２の発明にあっ
ては、中心開口部（６ｃ）を含む中央部材（６ｄ）両側
に延設された側方部材（６ａ、６ｂ）を有する中央リン
ク（６）と、一端部が前記側方部材（６ａ）端部と回動
可能に連結され他端部が下面部材（３）上の係着ピンで
係着された周辺リンク（９）と、中央部が前記側方部材
（６ｂ）端部と回動可能に連結され一端部が上面部材
（４）下の係着ピンで係着された周辺リンク（７）と、
一端部が前記周辺リンク（７）他端部と回動可能に連結
され他端部が下面部材（３）上の係着ピンで係着された
周辺リンク（８）とによりリンク機構が形成されている
請求項１に記載の免震装置とすることができる。請求項
３の発明にあっては、中心開口部（１６ｃ）を含む中央
部材（１６ｄ）一側に延設された側方部材（１６ｂ）を
有する中央リンク（１６）と、中央部が前記側方部材
（１６ｂ）中間部と回動可能に連結し一端部が上面部材
（４）下の係着ピンで係着された周辺リンク（７）と、
中間部が前記周辺リンク（７）他端部と回動可能に連結
し一端部が下面部材（３）上の係着ピンで係着された周
辺リンク（１８）と、一端部が前記周辺リンク（１８）
他端部と他端部が前記側方部材（１６ｂ）端部と回動可
能に連結した周辺リンク（１９）とによりリンク機構が
形成されている請求項１に記載の免震装置とすることが
できる。請求項４の発明にあっては、中心開口部（６
ｃ）を含む中央部材（６ｄ）両側に延設された側方部材
（６ａ、６ｂ）を有する中央リンク（６）と、中央部が
前記側方部材（６ａ）端部と回動可能に連結され一端部
が下面部材（３）上の係着ピンで係着された周辺リンク
（２９）と、中央部が前記側方部材（６ｂ）端部と回動
可能に連結され一端部が上面部材（４）下の係着ピンで
係着された周辺リンク（７）と、一端部が前記周辺リン
ク（７）他端部と回動可能に連結され他端部が前記下面
部材（３）上の係着ピンで係着された周辺リンク（８）
と、一端部が前記上面部材（４）下の係着ピンで係着さ
れ他端部が前記周辺リンク（２９）他端部と回動可能に
連結された周辺リンク（２８）とによりリンク機構が形
成されている請求項１に記載の免震装置とすることがで
きる。

【０００５】請求項５の発明にあっては、係着ピン（１
３）は捩子部（１３ｄ）、保持部（１３ｃ）、軸部（１
３ａ）及び頭（１３ｂ）とを有し、下面部材（３）一方
隅部上及び上面部材（４）他方隅部下に前記捩子部（１
３ｄ）により固着され、軸部（１３ａ）が保持部（１３
ｃ）と頭（１３ｂ）間に周辺リンクを水平に保持して該
周辺リンク端部に穿設された開口部に遊嵌されている請
求項２〜４のいずれかに記載の免震装置とすることがで
きる。請求項６の発明にあっては、係着ピン（１４）は
捩子部（１４ｃ）、軸部（１４ａ）及び球状頭（１４
ｂ）とを有し、下面部材（３）一方隅部上及び上面部材
（４）他方隅部下に前記捩子部（１４ｃ）により固着さ
れ、軸部（１４ａ）が周辺リンクを水平に保持して球状
頭（１４ｂ）が該周辺リンク端部に穿設された軸受部に
遊嵌されている請求項２〜４のいずれかに記載の免震装
置とすることができる。請求項７の発明にあっては、一
方の係着ピン（１５）は底部及び頂部の頭（１５ｂ、１
５ｂ）と保持部（１５ｃ）と軸部（１５ａ）とを有し、
下面部材（３）一方隅部に穿設された段付開口部（３
ｅ）下部に前記頭（１５ｂ）を上部に前記軸部（１５
ａ）が遊嵌され該軸部（１５ａ）には周辺リンク端部に
穿設された開口部を介して該周辺リンクを水平に保持し
て挿通され、他方の係着ピン（１５）は底部及び頂部の
頭（１５ｂ、１５ｂ）と軸部（１５ａ）とを有し、上面
部材（４）他方隅部に穿設された段付開口部（４ｃ）上
部に前記頭（１５ｂ）を下部に前記軸部（１５ａ）が遊
嵌され該軸部（１５ａ）には周辺リンク端部に穿設され
た開口部を介して該周辺リンクを水平に保持して挿通さ
れている請求項２〜４のいずれかに記載の免震装置とす
ることができる。請求項８の発明にあっては、中央リン
クの中心開口部が球体直径より僅かに大径の円上の少な
くとも３個の接触部を含む形状とされている請求項１〜
７のいずれかに記載の免震装置とすることができる。請
求項９の発明にあっては、上面部材下の被支持面及び下
面部材上の支持面の少なくともいずれかに形成される凹
状の皿形隣接位置に別の凹部を形成し中立状態で該凹部
に球体を収納可能とし、地震動発生により前記凹状の皿
形へ前記球体を移動可能とした請求項１〜８のいずれか
に記載の免震装置とすることができる。

【０００６】本発明の免震装置に用いる構成要素のうち
共通するものについて説明する。支持体としては、免震
装置が固定できるものであればよく、例えば床・基礎又
はこれらの上の定着物・固着物又は構造物等がある。球
体の材質としては、剛性材料である鋼・アルミ等の金
属、陶磁器・ガラス等を含むセラミック又は硬質プラス
チック等が用い得るが最も汎用されるのはステンレス鋼
で、被支持体の重量に耐え得ることと使用条件によって
材質及びサイズが選択される。下面部材及び上面部材
は、切削・鋳造又は成形加工による金属、セラミック又
は硬質プラスチック等が用い得るが、被支持体の重量や
使用条件によって材質及びサイズが選択される。下面部
材の支持面又は上面部材の被支持面に設けられる下方又
は上方凹状皿形の形状は、特に限定はないが所望のばね
常数を得るため、例えば軸心を含む鉛直切断面を円弧、
放物線、双曲線、直線等の単独又は組合わせで曲率一定
又は可変として鉛直方向軸心回りに回転した形状のもの
が用いられる。支持面又は被支持面の少なくともいずれ
か一つか両面を凹状皿形の形状とすればよいが、被支持
面のみに用いると塵埃の堆積が防止可能である。支持面
又は被支持面の形状は必ずしも同一とする必要はない
が、バランス上からは同一の方が望ましく、同一でない
場合は免震作動中に支持面又は被支持面のいずれかがス
リップすることとなるが、免震作用を妨げる程にはなら
ず実用上支障はなく、低コストとすることができる。リ
ンクとしては、金属又は硬質プラスチック等が用い得る
が、被免震体の重量や使用条件によって材質及びサイズ
が選択される。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明する。以下の説明においては、本発明の免震装置
は重力方向を下、反重力方向を上、支持体正面より見て
左右、前後として説明する。図１は、本発明の免震装置
の第１例で（ａ）Ｂ・Ｂ方向に視た平面図、（ｂ）正面
図である。図２は、図１のＡ・Ａ線断面図である。第１
例の免震装置１は下記構成よりなっている。図１、２
は、免震装置１の地震動発生前の中立状態を示し、支持
体２と被支持体１１間に装着されている。すなわち、支
持体２上に固着された表面水平の支持面３ａを有する方
形の下面部材３と、支持面３ａの対向位置に間隔を置い
て配設され中心部に上方凹状の皿形被支持面４ｂと周辺
部に水平面４ａとを有し被支持体１１に固着された方形
の上面部材４とを備え、支持面３ａと被支持面４ｂは略
中心位置に直径ｄの球体５を挟んで配設されている。こ
こで、上方凹状の被支持面４ｂ頂部と水平面４ａとの高
さの差はｐに取られている。中央リンク６は、直径ｄよ
り僅かに大きい直径の円形中心開口部６ｃを有する中央
部材６ｄと、中央部材６ｄの左右側に直線状に延設され
た棒状体の側方部材６ａ、６ｂと、側方部材６ａ、６ｂ
の左右端部に穿設された円形開口部６ｅ、６ｆを有して
いる。周辺リンク７は、直線状の棒状体よりなり、中央
部及び左右端部にそれぞれ穿設された円形開口部７ａ、
７ｂ、７ｃを有している。周辺リンク８は、直線状の棒
状体よりなり、左右端部にそれぞれ穿設された円形開口
部８ａ、８ｂを有している。周辺リンク９は、直線状の
棒状体よりなり、左右端部にそれぞれ穿設された円形開
口部９ａ、９ｂを有している。

【０００８】中央リンク６、周辺リンク７、８、９は相
互に連結されてリンク機構Ｘを構成している。すなわ
ち、中央リンク６を下面部材３上に水平方向に間隔を存
して置き中心開口部６ｃに球体５の最大径部を挟着し、
右側の開口部６ｆ上に周辺リンク７の中央部の開口部７
ａを重合わせて上下頭付ピン１０ｂによって中央リンク
６及び周辺リンク７を回動可能に連結し、左側の開口部
６ｅ上に周辺リンク９の右側の開口部９ｂを重合わせ上
下頭付ピン１０ａによって中央リンク６及び周辺リンク
９を回動可能に連結し、周辺リンク７の左側の開口部７
ｂ下に周辺リンク８の右側の開口部８ｂを重合わせ上下
頭付ピン１０ｃによって周辺リンク７及び８を回動可能
に連結している。ここで、頭付ピンは軸の上又は下端に
頭を溶接、かしめ、螺着又は一体等に形成したものでよ
く、以下の例においても同様であり説明省略する。周辺
リンク８の左側の開口部８ａ上に周辺リンク９の左側の
開口部９ａを重合わせ下面部材３との係着ピン１３によ
って周辺リンク８及び９を回動可能に連結する。係着ピ
ン１３は、下部の捩子部１３ｄと、中部の開口部８ａ、
９ａより大径の保持部１３ｃと、上部の開口部８ａ、９
ａより小径の軸部１３ａ及び頂部の頭１３ｂとを有し、
下面部材３の支持面３ａの左隅部上に捩子部１３ｄによ
り固着され、軸部１３ａが保持部１３ｃと頭１３ｂ間に
周辺リンク８、９を水平に保持しつつ開口部８ａ、９ａ
に遊嵌されている。周辺リンク７の右側の開口部７ｃに
上面部材４との係着ピン１３が上向きに遊嵌される。係
着ピン１３は、上部の捩子部１３ｄと、中部の開口部７
ｃより大径の保持部１３ｃと、下部の開口部７ｃより小
径の軸部１３ａ及び底部の頭１３ｂとを有し、上面部材
４の水平面４ａの右隅部上に捩子部１３ｄにより固着さ
れ、軸部１３ａが保持部１３ｃと頭１３ｂ間に周辺リン
ク７を水平に保持しつつ開口部７ｃに遊嵌されている。
ここで左右の保持部１３ｃとしては、カラー又はナット
状として軸部１３ａに嵌着又は螺着するか、軸部１３ａ
と一体とするか選択して用い得る。この係着ピン１３、
１３によって、後述する下面部材３及び上面部材４の地
震動発生時における相対的変位に対応してリンク機構Ｘ
の作動を円滑に遂行することが可能である。

【０００９】前記したリンク機構Ｘの各リンクの連結部
間距離は、中央リンク６にあっては開口部６ｅ及び６ｆ
の中心間はＬ₁、周辺リンク７にあっては開口部７ｂ及
び７ｃの中心間は２Ｍ₁で７ａの中心は７ｂ及び７ｃ間
の中点に置かれ、周辺リンク８にあっては開口部８ａ及
び８ｂの中心間はＬ₁、周辺リンク９にあっては開口部
９ａ及び９ｂの中心間はＭ₁に夫々取られている。本例
では、Ｌ₁＝２Ｍ₁に取られている。ここで、中央リン
ク６と周辺リンク８、及び周辺リンク７と周辺リンク９
の長手軸線は相互に平行に各ピンによって回動可能に連
結されているので、中央リンク６、周辺リンク７の左半
分、周辺リンク８及び周辺リンク９の長手軸線によって
平行四辺形が形成され、地震動の発生によって球体５が
揺動すると中立状態のこの平行四辺形は追従して変形可
能とされている。

【００１０】図６は、本発明の免震装置の第２例で
（ａ）Ｈ・Ｈ方向に視た平面図、（ｂ）Ｇ・Ｇ線断面図
である。第２例の免震装置１２は下記構成よりなってい
る。第１例の免震装置１と同様の構成要素は同一符号を
用い詳細説明は省略する。図６は、免震装置１２の地震
動発生前の中立状態を示し、支持体２上に固着された中
心部に下方凹状の皿形支持面３ｄと周辺部に水平面３ｃ
とを有する方形の下面部材３と、下面部材３の支持面３
ｄの対向位置に間隔を置いて配設された中心部に上方凹
状の皿形被支持面４ｂと周辺部に水平面４ａを有し被支
持体１１に固着された方形の上面部材４とを備え、支持
面３ｄと被支持面４ｂは略中心位置に直径ｄの球体５を
挟んで配設されている。中央リンク１６は、直径ｄより
僅かに大きい直径の円形中心開口部１６ｃを有する中央
部材１６ｄと、中央部材１６ｄの右側に直線状に延設さ
れた棒状体の側方部材１６ｂと、側方部材１６ｂの右端
部及び中間部に穿設された円形開口部１６ｇ、１６ｆを
有している。周辺リンク７は、直線状の棒状体よりな
り、中央部及び左端部にそれぞれ穿設された円形開口部
７ａ及び７ｂと、右端部に軸受部７ｄを有している。周
辺リンク１８は、直線状の棒状体よりなり、右端部及び
中間部にそれぞれ穿設された円形開口部１８ｃ、１８ａ
と左端部に軸受部１８ｂを有している。周辺リンク１９
は、直線状の棒状体よりなり、左右端部にそれぞれ穿設
された円形開口部１９ａ、１９ｂを有している。

【００１１】中央リンク１６、周辺リンク７、１８、１
９は相互に連結されてリンク機構Ｙを構成している。す
なわち、中央リンク１６を下面部材３上に水平方向に間
隔を存して置き中心開口部１６ｃに球体５の最大径部を
挟着し、中間部の開口部１６ｆ上に周辺リンク７の中央
部の開口部７ａを重合わせて上下頭付ピン１０ｇによっ
て中央リンク１６及び周辺リンク７を回動可能に連結
し、右側の開口部１６ｇ上に周辺リンク１９の右側の開
口部１９ｂを重合わせ上下頭付ピン１０ｊによって中央
リンク１６及び周辺リンク１９を回動可能に連結してい
る。周辺リンク７の左側の開口部７ｂ下に周辺リンク１
８の中間部の開口部１８ａを重合わせ上下頭付ピン１０
ｈによって周辺リンク７及び１８を回動可能に連結し、
周辺リンク１８の右側の開口部１８ｃ上に周辺リンク１
９の左側の開口部１９ａを重合わせ上下頭付ピン１０ｋ
によって周辺リンク１８及び１９を回動可能に連結して
いる。周辺リンク１８の左側の軸受部１８ｂには、係着
ピン１４が摺動可能に嵌着されている。係着ピン１４
は、下部の捩子部１４ｃと、中部の軸部１４ａと、頂部
の球状頭１４ｂとを有し、下面部材３の水平面３ｃの左
隅部上に捩子部１４ｃにより固着され、軸部１４ａによ
って周辺リンク１８を水平に保持しつつ球形頭１４ｂが
軸受部１８ｂに遊嵌されている。周辺リンク７の右側の
軸受部７ｄには、係着ピン１４が摺動可能に嵌着されて
いる。係着ピン１４は、上部の捩子部１４ｃと、中部の
軸部１４ａと、底部の球状頭１４ｂとを有し、上面部材
４の水平面４ａの右隅部上に捩子部１４ｃにより固着さ
れ、軸部１４ａによって周辺リンク７を水平に保持しつ
つ球状頭１４ｂが軸受部７ｄに遊嵌されている。この係
着ピン１４、１４と各リンクとの連結によって、下面部
材３及び上面部材４の地震動発生時における相対的変位
に対応してリンク機構Ｙの作動を円滑に遂行することが
可能である。

【００１２】前記したリンク機構Ｙ各リンクの連結部間
距離は、中央リンク１６にあっては中心開口部１６ｃ及
び開口部１６ｆの中心間は１／２×Ｌ₁、開口部１６ｆ
及び開口部１６ｇの中心間はＬ₂、周辺リンク７にあっ
ては開口部７ｂ及び軸受部７ｄの中心間は２Ｍ₂で７ａ
の中心は７ｂ及び７ｄ間の中点に置かれ、周辺リンク１
８にあっては軸受部１８ｂ及び開口部１８ａの中心間は
Ｌ₁、開口部１８ａ及び１８ｃの中心間はＬ₂、周辺リ
ンク１９にあっては開口部１９ａ及び１９ｂの中心間は
Ｍ₂に夫々取られている。本例では、Ｌ₁＝２Ｍ₂に取
られている。ここで、中央リンク１６と周辺リンク１
８、及び周辺リンク７と周辺リンク１９の長手軸線は相
互に平行に各ピンによって回動可能に連結されているの
で、中央リンク１６の右側、周辺リンク１８の右側、周
辺リンク７の左半分及び周辺リンク１９の長手軸線によ
って平行四辺形が形成され、地震動の発生によって球体
５が揺動すると中立状態のこの平行四辺形は追従して変
形可能とされている。

【００１３】図７は、本発明の免震装置の第３例で
（ａ）Ｉ・Ｉ方向に視た平面図、（ｂ）正面図である。
第３例の免震装置２１は下記構成よりなっている。第１
例の免震装置１と同様の構成要素は同一符号を用い詳細
説明は省略する。図７は、免震装置２１の地震動発生前
の中立状態を示し、中心部に下方凹状の皿形支持面３ｄ
と周辺部に水平面３ｃとを有する下面部材３と、支持面
３ｄの対向位置に中心部に上方凹状の皿形被支持面４ｂ
と周辺部に水平面４ａとを有し被支持体１１に固着され
た上面部材４とを備え、支持面３ｄと被支持面４ａは略
中心位置に直径ｄの球体５を挟んで配設されている。中
央リンク６、周辺リンク７及び８は、前記第１例の免震
装置１と同一構成とされている。周辺リンク２８は、直
線状の棒状体よりなり、左右端部にそれぞれ穿設された
円形開口部２８ａ、２８ｂを有し、周辺リンク８と同一
長さに取られている。周辺リンク２９は、直線状の棒状
体よりなり、中心部及び左右端部にそれぞれ穿設された
円形開口部２９ａ、２９ｂ、２９ｃを有し、周辺リンク
７と同一長さに取られている。

【００１４】中央リンク６、周辺リンク７、８、２８、
２９は相互に連結されてリンク機構Ｚを構成している。
すなわち、中央リンク６を下面部材３上に水平方向に間
隔を存して置き中心開口部６ｃに球体５の最大径部を挟
着し、右側の開口部６ｆ下に周辺リンク７の中央部の開
口部７ａを重合わせて上下頭付ピン１０ｂによって中央
リンク６及び周辺リンク７を回動可能に連結し、中央リ
ンク６左側の開口部６ｅ下に周辺リンク２９の中央部の
開口部２９ａを重合わせ上下頭付ピン１０ａによって中
央リンク６及び周辺リンク２９を回動可能に連結し、周
辺リンク８の右側の開口部８ｂ下に周辺リンク７の左側
の開口部７ｂを重合わせ上下頭付ピン１０ｃによって周
辺リンク８及び７を回動可能に連結し、周辺リンク２８
の左側の開口部２８ａ下に周辺リンク２９の右側の開口
部２９ｃを重合わせ上下頭付ピン１０ｐによって周辺リ
ンク２８及び２９を回動可能に連結している。周辺リン
ク８の左側の開口部８ａ下に周辺リンク２９の左側の開
口部２９ｂを重合わせ、下面部材３の水平面３ｃ左隅部
に穿設された下部大径上部小径の段付開口部３ｅとを通
して係着ピン１５を挿通し、周辺リンク８及び２９を回
動可能に連結する。係着ピン１５は底部及び頂部の頭１
５ｂ、１５ｂと、中部の開口部８ａ、２９ｂより大径の
保持部１５ｃと、上部の開口部８ａ、２９ｂより小径の
軸部１５ａとを有し、段付開口部３ｅ下部に底部の頭１
５ｂを上部に軸部１５ａが遊嵌され、軸部１５ａは段付
開口部３ｅの上部と保持部１５ｃと開口部８ａ、２９ｂ
を介して頂部の頭１５ｂ間に周辺リンク８、２９を水平
に保持しつつ挿通されている。ここで保持部１５ｃとし
ては、カラー又はナット状として軸部１５ａに嵌着又は
螺着するか、軸部１５ａと一体とするか選択して用い得
る。周辺リンク２８の右側の開口部２８ｂ下に周辺リン
ク７の右側の開口部７ｃを重合わせ、上面部材４の水平
面４ａ右隅部に穿設された上部大径下部小径の段付開口
部４ｃとを通して係着ピン１５を挿通し、周辺リンク２
８及び７を回動可能に連結する。係着ピン１５は底部及
び頂部の頭１５ｂ、１５ｂと、中部の開口部２８ｂ、７
ｃより小径の軸部１５ａとを有し、段付開口部４ｃ上部
に頂部の頭１５ｂを下部に軸部１５ａが遊嵌され、軸部
１５ａは段付開口部４ｃの上部と開口部２８ｂ、７ｃを
介して底部の頭１５ｂ間に周辺リンク２８、７を水平に
保持しつつ挿通されている。この係着ピン１５、１５と
各リンクとの連結によって、下面部材３及び上面部材４
の地震動発生時における相対的変位に対応してリンク機
構Ｚの作動を円滑に遂行することが可能である。

【００１５】前記したリンク機構Ｚの各リンクの連結部
間距離は、中央リンク６、周辺リンク７及び８にあって
は、前記第１例の免震装置１と同様に取られ、周辺リン
ク２８は周辺リンク８と同様に開口部中心間はＬ₁取ら
れ、周辺リンク２９は周辺リンク７と同様に開口部２９
ａと２９ｂ及び２９ａと２９ｃの中心間は夫々Ｍ₁に取
られ、本例ではＬ₁＝２Ｍ₁とされている。ここで、中
央リンク６と周辺リンク８とリンク２８、及び周辺リン
ク７と周辺リンク２９の長手軸線は相互に平行に各ピン
によって回動可能に連結されているので、中央リンク６
と周辺リンク７の左半分と周辺リンク８及び周辺リンク
２９の左半分の長手軸線によって一方の平行四辺形が形
成され、中央リンク６と周辺リンク７の右半分と周辺リ
ンク２８及び周辺リンク２９の右半分の長手軸線によっ
て他方の平行四辺形が中央リンク６の軸線に対し対称位
置に形成されている。これにより、地震動の発生によっ
て球体５が揺動すると中立状態のこの平行四辺形は追従
して変形可能とされている。

【００１６】前記した第１例〜第３例の構成要素のうち
には、適宜選択して入れ替え使用可能なものがある。例
えば、下面部材３の支持面として皿形の３ｄと表面水平
の３ａとは入れ替え可能である。下面部材３と上面部材
４間に置かれた中央リンク６又は１６は、第１例、第２
例に示す如く周辺リンク７の下側に配設するか、第３例
に示す如く周辺リンク７の上側に配設するか夫々入れ替
え可能である。係着ピン１３、１４、１５は夫々入れ替
え可能である。中央リンク６、１６の中心開口部６ｃ、
１６ｃは円形であるが、これに限定されず、以下図８に
示す変形例もあわせて夫々入れ替え可能である。図８
は、本発明の免震装置に用いられる中央リンクの他例の
一部省略平面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を示す。図８
（ａ）において、中央リンク２５は、球体５の直径ｄよ
り僅かに大きい直径の円上の３個の接触部２５ｅを含む
中心開口部２５ｃが穿設された中央部材２５ｄと、中央
部材２５ｄの両側に直線状に延設された棒状体の側方部
材２５ａ、２５ｂと、側方部材２５ａ、２５ｂ端部に穿
設された図示省略の円形開口部を有し、球体５を挟着可
能としている。図８（ｂ）において、中央リンク２６
は、球体５の直径ｄより僅かに大きい直径の円上の４個
の接触部２６ｈを含む正方形中心開口部２６ｃが穿設さ
れた中央部材２６ｄと、中央部材２６ｄの両側に直線状
に延設された棒状体の側方部材２６ａ、２６ｂと、側方
部材２６ａ、２６ｂ端部に穿設された図示省略の円形開
口部を有し、球体５を挟着可能としている。図８（ｃ）
において、中央リンク２７は、切欠２７ｅを挟んで球体
５の直径ｄより僅かに大きい直径の円弧状中心開口部２
７ｃを有する中央部材２７ｄと、中央部材２７ｄの一側
に直線状に延設された棒状体の側方部材２７ｂと、側方
部材２７ｂ端部に穿設された図示省略の円形開口部を有
し、球体５を挟着可能としている。前記した免震装置
１、１２、２１では、球体５は被支持面及び支持面間略
中心部に配設されているが、必ずしもこれに限定され
ず、例えば中立状態において球体５を一時的に収納可能
な凹部を被支持面及び支持面の皿形と別に隣接位置に形
成してこれに収納して置き、地震動の発生によって球体
５が揺動すると球体５が自動的に被支持面及び支持面の
皿形に移動して免震装置が始動する構成としてもよい。
図９は、前記した本発明の各種免震装置を装着した建築
物の一例で、（ａ）概略側面図、（ｂ）Ｊ・Ｊ方向に視
た建築物の下面を示す概略平面図である。ここで、支持
体２として基礎構造、被支持体１１として建築物が用い
られ、例えば同じ向きの１３個の免震装置２１を介して
基礎構造上に建築物が支持されている。免震装置の配
列、仕様等は、設計条件に対応して適宜選択するが、積
載荷重に対応可能な球体を選択すれば、被支持体の重量
変化に対し免震性能が変わらない特徴を有しているの
で、特に建築物等の如く変動する積載荷重には好適であ
る。

【００１７】次に、本発明の免震装置の地震動発生時の
作動について説明する。図３は、図１の右方向に揺れた
状態を示し（ａ）Ｄ・Ｄ方向に視た平面図、（ｂ）Ｃ・
Ｃ線断面図である。図４は、図１の左方向に揺れた状態
を示し（ａ）Ｅ・Ｅ方向に視た平面図、（ｂ）正面図で
ある。図５は、図１の後方向に揺れた状態を示し（ａ）
Ｆ・Ｆ方向に視た平面図、（ｂ）正面図である。図３に
おいては、地震動が発生し被支持１１が右方向端に揺れ
た状態を示し、この地震動によって、支持体２と被支持
体１１間に右方向に相対的な変位が発生し、平面から視
て、中立状態の被支持体１１に固着された上面部材４の
中心位置Ｏ₁がＯ₂に移動し、これに追従して球体５は
位置Ｏ₁から右の位置Ｏ₃へ転動し、ここで２Ｏ₁Ｏ₃
＝Ｏ₁Ｏ₂の関係にある。リンク機構Ｘは、下面部材３
の左端部の係着ピン１３を基点として、上面部材４の右
端部の係着ピン１３の移動によって左右方向は拡張さ
れ、これにつれて前後方向は縮小されて中央リンク６、
周辺リンク７の左半分、周辺リンク８及び９の長手軸線
によって中立状態と異なった平行四辺形が形成される。
一方上下方向には、球体５の転動によって、被支持面４
ｂ頂部と水平面４ａとの高さ差ｐだけ上面部材４が中立
位置より高くなり、これによって被支持体１１は支持体
２に対し上下方向の相対的な変位が発生する。

【００１８】図４においては、地震動が発生し被支持１
１が左方向端に揺れた状態を示し、この地震動によっ
て、支持体２と被支持体１１間に左方向に相対的な変位
が発生し、中立状態の上面部材４の中心位置Ｏ₁がＯ₄
に移動し、これに追従して球体５は位置Ｏ₁から左の位
置Ｏ₅へ転動し、ここで２Ｏ₁Ｏ₅＝Ｏ₁Ｏ₄の関係に
ある。リンク機構Ｘは、下面部材３の左端部の係着ピン
１３を基点として、上面部材４の右端部の係着ピン１３
の移動によって左右方向は縮小され、これにつれて前後
方向は拡大されて中央リンク６、周辺リンク７の左半
分、周辺リンク８及び９の長手軸線によって中立状態及
び図３の右方向に揺れた状態とは異なった平行四辺形が
形成される。一方上下方向には、球体５の転動によっ
て、被支持面４ｂ頂部と水平面４ａとの高さ差ｐだけ上
面部材４が中立位置より高くなり、これによって被支持
体１１は支持体２に対し上下方向の相対的な変位が発生
する。

【００１９】図５においては、地震動が発生し被支持１
１が後方向端に揺れた状態を示し、この地震動によっ
て、支持体２と被支持体１１間に後方向に相対的な変位
が発生し、中立状態の上面部材４の中心位置Ｏ₁がＯ₆
に移動し、これに追従して球体５は位置Ｏ₁から後の位
置Ｏ₇へ転動し、ここで２Ｏ₁Ｏ₇＝Ｏ₁Ｏ₆の関係に
ある。リンク機構Ｘは、下面部材３の左端部の係着ピン
１３を基点として、上面部材４の右端部の係着ピン１３
の移動によって各リンクによる平行四辺形は変形し、中
央リンク６、周辺リンク７の左半分、周辺リンク８及び
９の長手軸線によって中立状態及び図３、図４の右、左
方向に揺れた状態とは異なった平行四辺形が形成され
る。一方上下方向には、球体５の転動によって、被支持
面４ｂ頂部と水平面４ａとの高さ差ｐだけ上面部材４が
中立位置より高くなり、これによって被支持体１１は支
持体２に対し上下方向の相対的な変位が発生する。

【００２０】前記図３、４及び５は、右、左及び後方向
に最も揺れた状態を示すが、右、左及び後方向途中位置
においてもそれに対応して上下方向の相対的な変位が発
生し、夫々の位置で中立位置からの変位に応じて復元力
が作用し、振動を繰り返すこととなる。又、詳細説明を
省略するが、前方向に地震動が発生した場合も、同様に
各リンクによって形成された平行四辺形が変形し免震作
用が働く。ここで、上面部材又は下面部材に形成された
皿形の断面形状が円弧又は放物線とした場合は、自由振
動の固有周期を例えば３秒程度以上に取ると、地震動の
周期のうち被害を及ぼす周期成分はこれより十分小さい
ので、地震動が発生した場合小さい加速度振幅で被支持
体は応答振動して免震作用が働く。皿形の断面形状が主
として直線である場合は、特定の固有周期は無いが、被
支持体は概ね同様の応答振動して免震作用が働く。した
がって、第１例免震装置１によれば、左右方向及び前後
方向いずれの地震動に対しても有効な免震作用が働く。
又、第２例免震装置１２のリンク機構Ｙ及び第３例免震
装置２１のリンク機構Ｚにおいても詳細説明を省略する
が、第１例でと同様に各リンクによって平行四辺形が形
成され、地震動の発生によって球体５が揺動すると、中
立状態の平行四辺形は追従して変形しそれに対応して被
支持体１１は支持体２に対し上下方向の相対的な変位が
発生し、夫々の位置で中立位置からの変位に応じて復元
力が作用し免震作用が働く。第１〜３例の免震装置は、
通常例えば図９に示す如く、被支持体に複数個装着する
がこの場合には、各免震装置は円滑に作動可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明の免震装置によれば、被支持体の
荷重を支持する球体の位置を免震に対する適位置に保持
可能で、地震動に対し応答加速度が小さく優れた免震効
果を有し、被支持体の重量変化に対し免震性能が変わら
ず、許容相対変位を大きくとれて強い地震動にも対応で
き、球体による簡易な構造で十分な強度が得られ、低コ
ストであって、軽量小型の各種器物の低荷重用から、省
スペース条件下の建造物等の中荷重用まで幅広く用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震装置の第１例で（ａ）Ｂ・Ｂ方向
に視た平面図、（ｂ）正面図である。

【図２】図１のＡ・Ａ線断面図である。

【図３】図１の右方向に揺れた状態を示し（ａ）Ｄ・Ｄ
方向に視た平面図、（ｂ）Ｃ・Ｃ線断面図である。

【図４】図１の左方向に揺れた状態を示し（ａ）Ｅ・Ｅ
方向に視た平面図、（ｂ）正面図である。

【図５】図１の後方向に揺れた状態を示し（ａ）Ｆ・Ｆ
方向に視た平面図、（ｂ）正面図である。

【図６】本発明の免震装置の第２例で（ａ）Ｈ・Ｈ方向
に視た平面図、（ｂ）Ｇ・Ｇ線断面図である。

【図７】本発明の免震装置の第３例で（ａ）Ｉ・Ｉ方向
に視た平面図、（ｂ）正面図である。

【図８】本発明の免震装置に用いられる中央リンクの他
例の一部省略平面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を示す。

【図９】本発明の免震装置を装着した建築物の一例で、
（ａ）概略側面図、（ｂ）Ｊ・Ｊ方向に視た建築物の下
面を示す概略平面図である。

【符号の説明】

１、１２、２１免震装置２支持体３下面部材３ａ、３ｄ支持面３ｃ、４ａ水平面３ｅ、４ｃ段付開口部４上面部材４ｂ被支持面５球体６、１６、２５、２６、２７中央リンク６ａ、６ｂ、１６ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６
ｂ、２７ｂ側方部材６ｃ、１６ｃ、２５ｃ、２６ｃ、２７ｃ中心開口部６ｄ、１６ｄ、２５ｄ、２６ｄ、２７ｄ中央部材６ｅ、６ｆ、７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、９ａ、９
ｂ、１６ｇ、１６ｆ、１８ａ、１８ｃ、１９ａ、１９
ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ開口部７、８、９、１８、１９，２８、２９周辺リンク７ｄ、１８ｂ軸受部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｊ、１
０ｋ、１０ｐピン１１被支持体１３、１４、１５係着ピン１３ａ、１４ａ、１５ａ軸部１３ｂ、１５ｂ頭１３ｃ、１５ｃ保持部１３ｄ、１４ｃ捩子部１４ｂ球状頭２５ｅ、２６ｈ接触部２７ｅ切欠Ｌ₁、Ｌ₂、Ｍ₁、Ｍ₂ リンク連結部間距離Ｘ、Ｙ、Ｚリンク機構ｄ直径Ｏ₁〜Ｏ₇ 中心位置ｐ高さ差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/02 - 15/08 E04H 9/02 331

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水平方向に被支持体に取付けられた上面
部材下の被支持面と対向する支持体に取付けられた下面
部材上の支持面との少なくともいずれかを凹状の皿形と
し、前記被支持面及び支持面間に配設された剛性材料の
球体と、少なくとも前記球体直径より僅かに大径の円形
又は円弧状の中心開口部を有し前記球体を挟着する中央
リンクと、前記下面部材上及び上面部材下に回動可能に
係着された周辺リンクとを回動可能に連結して形成され
た少なくとも一つの平行四辺形を含むリンク機構とを備
え、地震動発生による前記球体の揺動に前記平行四辺形
が追従して変形可能とされていることを特徴とする免震
装置。
【請求項２】中心開口部（６ｃ）を含む中央部材（６
ｄ）両側に延設された側方部材（６ａ、６ｂ）を有する
中央リンク（６）と、一端部が前記側方部材（６ａ）端
部と回動可能に連結され他端部が下面部材（３）上の係
着ピンで係着された周辺リンク（９）と、中央部が前記
側方部材（６ｂ）端部と回動可能に連結され一端部が上
面部材（４）下の係着ピンで係着された周辺リンク
（７）と、一端部が前記周辺リンク（７）他端部と回動
可能に連結され他端部が下面部材（３）上の係着ピンで
係着された周辺リンク（８）とによりリンク機構が形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の免震装
置。
【請求項３】中心開口部（１６ｃ）を含む中央部材
（１６ｄ）一側に延設された側方部材（１６ｂ）を有す
る中央リンク（１６）と、中央部が前記側方部材（１６
ｂ）中間部と回動可能に連結し一端部が上面部材（４）
下の係着ピンで係着された周辺リンク（７）と、中間部
が前記周辺リンク（７）他端部と回動可能に連結し一端
部が下面部材（３）上の係着ピンで係着された周辺リン
ク（１８）と、一端部が前記周辺リンク（１８）他端部
と他端部が前記側方部材（１６ｂ）端部と回動可能に連
結した周辺リンク（１９）とによりリンク機構が形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項４】中心開口部（６ｃ）を含む中央部材（６
ｄ）両側に延設された側方部材（６ａ、６ｂ）を有する
中央リンク（６）と、中央部が前記側方部材（６ａ）端
部と回動可能に連結され一端部が下面部材（３）上の係
着ピンで係着された周辺リンク（２９）と、中央部が前
記側方部材（６ｂ）端部と回動可能に連結され一端部が
上面部材（４）下の係着ピンで係着された周辺リンク
（７）と、一端部が前記周辺リンク（７）他端部と回動
可能に連結され他端部が前記下面部材（３）上の係着ピ
ンで係着された周辺リンク（８）と、一端部が前記上面
部材（４）下の係着ピンで係着され他端部が前記周辺リ
ンク（２９）他端部と回動可能に連結された周辺リンク
（２８）とによりリンク機構が形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項５】係着ピン（１３）は捩子部（１３ｄ）、
保持部（１３ｃ）、軸部（１３ａ）及び頭（１３ｂ）と
を有し、下面部材（３）一方隅部上及び上面部材（４）
他方隅部下に前記捩子部（１３ｄ）により固着され、軸
部（１３ａ）が保持部（１３ｃ）と頭（１３ｂ）間に周
辺リンクを水平に保持して該周辺リンク端部に穿設され
た開口部に遊嵌されていることを特徴とする請求項２〜
４のいずれかに記載の免震装置。
【請求項６】係着ピン（１４）は捩子部（１４ｃ）、
軸部（１４ａ）及び球状頭（１４ｂ）とを有し、下面部
材（３）一方隅部上及び上面部材（４）他方隅部下に前
記捩子部（１４ｃ）により固着され、軸部（１４ａ）が
周辺リンクを水平に保持して球状頭（１４ｂ）が該周辺
リンク端部に穿設された軸受部に遊嵌されていることを
特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の免震装置。
【請求項７】一方の係着ピン（１５）は底部及び頂部
の頭（１５ｂ、１５ｂ）と保持部（１５ｃ）と軸部（１
５ａ）とを有し、下面部材（３）一方隅部に穿設された
段付開口部（３ｅ）下部に前記頭（１５ｂ）を上部に前
記軸部（１５ａ）が遊嵌され該軸部（１５ａ）には周辺
リンク端部に穿設された開口部を介して該周辺リンクを
水平に保持して挿通され、他方の係着ピン（１５）は底
部及び頂部の頭（１５ｂ、１５ｂ）と軸部（１５ａ）と
を有し、上面部材（４）他方隅部に穿設された段付開口
部（４ｃ）上部に前記頭（１５ｂ）を下部に前記軸部
（１５ａ）が遊嵌され該軸部（１５ａ）には周辺リンク
端部に穿設された開口部を介して該周辺リンクを水平に
保持して挿通されていることを特徴とする請求項２〜４
のいずれかに記載の免震装置。
【請求項８】中央リンクの中心開口部が球体直径より
僅かに大径の円上の少なくとも３個の接触部を含む形状
とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
に記載の免震装置。
【請求項９】上面部材下の被支持面及び下面部材上の
支持面の少なくともいずれかに形成される凹状の皿形隣
接位置に別の凹部を形成し中立状態で該凹部に球体を収
納可能とし、地震動発生により前記凹状の皿形へ前記球
体を移動可能としたことを特徴とする請求項１〜８のい
ずれかに記載の免震装置。