JP3172148B2 - 免震装置 - Google Patents

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、機械、器
具等の地震動に対する免震装置において、レールと車輪
との組合わせによるいわゆる転がり型免震装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、先に軸線回りに転動可能な
いわゆる転がり型免震装置を開発し建築物、機械、器物
等の地震動に対するコンパクトな免震装置として多用さ
れている（特公平６−７４６０９号公報記載）。この転
がり型免震装置に用いられるレールの転動面の形状は、
支持体又は被支持体側いずれかによって中央部を最低部
分又は最高部分とし左右中間部、左右端部を合わせて左
右対称の３部分により凹状面を形成している。即ち中央
部は転がりが円滑に行なえるように例えば円弧状等のな
だらかの曲面とされ、左右中間部は直線、円弧、放物
線、双曲線又はその他特殊な函数によって描かれる面と
され、左右端部は車輪がレールから脱出しないようにス
トッパー作用が得られる形状例えば端末上がり急勾配と
するか、ゴム、油圧ダンパー又はばね等を用いている。
特に転動面の中核となる左右中間部の形状は、地震波形
を入力してコンピュータ解析により適切な応答加速度が
得られるように決定される。このように複雑な形状及び
その組合わせを有するレールの製作は、免震装置に合わ
せて炭素鋼、ステンレス鋼等のブロック状の単体素材を
ＮＣ制御によるレーザ切削等により加工した後、表面精
密仕上げを施して行われるのが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したレールの転動
面の製作はコスト高を招来する。又転動面が上方又は下
方が開放状態におかれているので、上下方向の地震動に
対してこれを抑制するための別個の対策が必要であっ
た。これに対し本発明では、簡易な構造で製作が容易で
あってコストが安く、車輪転動面に対し上方又は下方に
跳ね防止面を有し且つ必要な耐荷重のサイズに適応可能
な免震装置用レール及びこのレールを用いた免震装置を
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、長手方向に
おいて中央部が最低部分又は最高部分をなす凹状のレー
ルに装着された車輪の転動による免震装置の該レールの
少なくとも車輪転動部分の鉛直方向断面が中間の略鉛直
連結面の上下対称位置に一方の略水平方向車輪転動面と
他方の略水平方向車輪跳ね防止面とで一体に形成された
開口部を有し、前記レールの長手方向にわたり前記開口
部が実質的に同形とされている免震装置において、前記
レールの一対を用い一方を中央部が最低部分であって両
端部に向って徐々に高くなる凹状の形状とし他方を中央
部が最高部分であって両端部に向って徐々に低くなる凹
状の形状とし、前記一対の各レールは凹状の形状を向合
わせにして支持体側及び被支持体側に長手一方向に沿っ
て固設され、前記各レールに装着され上下左右前後に配
設された８個の車輪と、上下左右前後に配設された８本
の水平車軸と、前記各車軸の端部が固着され水平方向の
基部と該基部を中心として上下対称位置に並設されたア
ームを有する軸支持材とを備え、前記各レールに装着さ
れた前記各車輪は軸支する各車軸回りに回動しつつ前記
各レールに沿いそれぞれ独立して転動可能とし、一方向
の地震動に対し前記被支持体を免震可能とした免震装置
により解決した。請求項２の発明にあっては、請求項１
に記載の免震装置の一対を中間材を介して車輪転動方向
を直交する二方向とし上下二段重ねし、一方段の片側の
レールを支持体側又は被支持体側に固設し、他方段の片
側のレールを被支持体側又は支持体側に固設し、直交す
る二方向成分を含む地震動に対し前記被支持体を免震可
能とする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、請求項１又は２に記載の免震装置の少なく
とも一対において、各レールが長手方向を平行に対称位
置に間隔をおいて並設され、隣接する軸支持材の基部間
に連結材が掛渡されていることを特徴とする免震装置。

【０００５】請求項４の発明にあっては、レールの鉛直
方向断面がＩ形又Ｈ形の形状とされている請求項１〜３
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５の発明にあっては、レールの鉛直方向断面が溝形又
はリップ付溝形の形状とされている請求項１〜３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、請求項４又は５に記載の免震装置のレ
ールの一対を隣合わせ又は背中合わせに連結して形成さ
れている免震装置とすることができる。

【０００６】本発明の免震装置用レールに用いる構成要
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、免震装置用レールが固定できるものであればよ
く、例えば、床・天井・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。被支持体としては、免震対
象物としてのＯＡ機器、医療機器、美術品、懸吊品等の
器物及び一般住宅、中低層マンション・ビル等の建物又
はこれらの免震対象物を支持する構造物が含まれる。レ
ールの材質としては、炭素鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、ア
ルミ合金、硬質プラスチック、ＦＲＰ、ガラス、セラミ
ック等が使用可能で被支持体の重量や使用条件等によっ
て材質やサイズが選択されるが、炭素鋼、ステンレス鋼
が汎用され、硬質プラスチック、ＦＲＰ等は軽荷重用で
ある。レールの表面は塗布、メッキ、表面処理、溶着、
接着、ライニング等の方法により、異種材料で覆って用
いられる場合もある。例えば、防錆油の塗布、塗料の塗
装、金属メッキ、浸炭処理、金属溶着、プラスチックラ
イニング等で、主として防錆或いは表面強度の増加等を
目的としている。長手方向において中央部が最低部分又
は最高部分をなす凹状に形成された免震装置用レールを
加工する手段としては、通常金属材又はプラスチック材
を塑性加工して得られる。例えば金属形材を鍛造、押出
し、プレスするか、硬質プラスチックを押出し成形する
のが量産可能で低コストであり最も適している。ここで
のレールの長手方向形状としては、前記従来の技術にお
いて詳述したものが用いられる。

【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。図１は、本発明の免震装置用レールの車輪
との組合わせの各例を示し、長手方向中央部の鉛直方向
断面側面図で、（ａ）は一対の溝形材を背中合わせに配
置したもの、（ｂ）は一対の溝形材の背中を離隔配置し
たもの、（ｃ）は一対の溝形材を向合わせ離隔配置した
一例、（ｄ）は一対のリップ付き溝形材を向合わせ離隔
配置した他例、（ｅ）はＩ形材又はＨ形材を単独配置し
たもの、（ｆ）は一対のＩ形材又はＨ形材を組合せて結
合したものである。尚本図でのハッチングは図の輻輳化
を避けるため一部省略してある。図２は、図１の免震装
置用レールで、（ａ）は一般的な例の長手方向正面図
で、（ｂ）は上下免震部材を装着した例の長手方向正面
図で、（ｃ）は（ｂ）の平面図、（ｄ）は（ｂ）の側面
図である。図３は、図１（ｅ）の免震装置用レールを二
段重ねして用いた免震装置の第一例の部分拡大図で、
（ａ）はＢ・Ｂ方向に視た平面図、（ｂ）はＡ・Ａ方向
に視た正面図である。図４は、図３の免震装置を４ユニ
ットを配置した例で、（ａ）はＣ・Ｃ方向に視た平面
図、（ｂ）は正面図である。図５は、図１（ｅ）の免震
装置用レールを二段に用いた免震装置の第二例の部分拡
大図で、（ａ）はＥ・Ｅ方向に視た平面図、（ｂ）はＤ
・Ｄ方向に視た側面図、（ｃ）は正面図である。図６
は、図５の免震装置を二段重ねして用い４ユニットを配
置した例でＦ・Ｆ方向に視た平面図である。図７は、図
６の免震装置で下段は正面図、上段は前後中心線縦断正
面図である。図８は、図３の免震装置において、別体の
車輪軸受けを装着した他例の図３（ｂ）と同じＡ・Ａ方
向に視た正面図である。各図において、同一の構成要素
については図面の輻輳を避けるために一部符号の記載を
省略してある。又免震装置用レールの長手方向を正面か
らみて左右前後として説明する。

【０００８】図１各図、図２により本発明の免震装置用
レール（以下単にレールと略称する）の車輪との組合わ
せの変形例を逐次説明する。免震装置１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆは、支持体Ｇと被支持体Ｈの間に
介在して装着され、レール２、３又は４と車輪５と車軸
６と軸支持材８、９又は１０とを有している。ここでの
いずれもレールは、左右（又は前後）中央部が最低部分
であって両端部に向って徐々に高くなる凹状の形状とし
て例えば円弧面に形成されている。同一符号で示したの
は、形状は同じであるが寸法は異なるものがある。図１
（ａ）に示す免震装置１ａでは、一対の溝形材製のレー
ル２が対称の背中合わせに接着、溶着又はボルトなどの
固着具によって固着され前後に略コ字形の開口部をもっ
て配設されている。レール２は、上下対称位置の下方に
略水平の車輪転動面２ａと、上方に略水平の車輪跳ね防
止面２ｂと、上下の車輪転動面２ａと車輪跳ね防止面２
ｂとを連結する略鉛直方向の連結面２ｃとが一体に形成
され、車輪転動面２ａの下面側が図２について後述する
ように支持体Ｇに固着されている。軸支持材８は、水平
方向の基部８ａと該基部８ａの前後端部に鉛直方向に垂
下されている一対のアーム８ｂとで門型に形成され、基
部８ａ上面側が上方の被支持体Ｈに固着されている。レ
ール２の略コ字形の開口部に前後対称に一対の水平方向
に車輪５が転動可能に装着され、車軸６が連結面２ｃ側
から前後外側に向けて車輪５の軸芯を貫通し外側端部が
前後のアーム８ｂに固着され車輪５を回動自在に軸支し
ている。図２（ａ）は、レール２を長手方向左右に正面
よりみて示してあるが、レール２の鉛直方向の各断面は
レール２長手方向に渡り前記図１（ａ）で説明したと実
質的に同形とされている。二点鎖線で車輪５の地震動発
生前後の相対的な転動位置を示し、他の構成要素は省略
してある。ここで、レール２の長手左右端部下面と支持
体Ｇとの隙間にライナー７を噛ませて支持体Ｇに安定し
て固着されている。車輪５、車軸６とアーム８ｂとの連
結について図８の好ましい例について後述する。

【０００９】図１（ｂ）に示す免震装置１ｂでは、一対
の溝形材製のレール２が対称位置に背中間を間隔Ｌをお
いて前後に略コ字形の開口部をもって配設されている。
軸支持材８は、前記免震装置１ａの場合に比し、間隔Ｌ
だけ一対のアーム８ｂの前後間隔が広くとられた門型に
形成され、車輪転動面２ａの下面側が支持体Ｇに固着さ
れている。レール２、車輪５、車軸６、アーム８ｂと車
軸６との固着、車輪５のレール２への装着、基部８ａと
被支持体Ｈとの固着、レール２と支持体Ｇとの固着は前
記免震装置１ａと同様であり詳細説明を省略する。図１
（ｃ）に示す免震装置１ｃでは、一対の溝形材製のレー
ル２が対称位置に略コ字形の開口部を向き合わせ間隔Ｍ
をおいて配設されている。軸支持材９は、水平方向の基
部９ａと該基部９ａの前又は後端部に鉛直方向に垂下さ
れているアーム９ｂとで逆Ｌ字形に形成され、基部９ａ
上面側が被支持体Ｈに固着されている。レール２、車輪
５、車軸６、アーム９ｂと車軸６との固着、車輪５のレ
ール２への装着、レール２の支持体Ｇとの固着は前記免
震装置１ａと同様であり詳細説明を省略する。図１
（ｄ）に示す免震装置１ｄでは、一対のリップ付溝形材
製のレール２′が対称位置にリップをもった略コ字形の
開口部を向き合わせ間隔Ｎをおいて配設されている。レ
ール２′は、上下対称位置の下方に略水平の車輪転動面
２′ａと、上方に略水平の車輪跳ね防止面２′ｂと、上
下の車輪転動面２′ａと車輪跳ね防止面２′ｂとを連結
する略鉛直方向の連結面２′ｃと、連結面２′ｃと反対
側の上下に張出した各一対のリップ２′ｄとで一体に形
成されている。軸支持材１０は、水平方向の基部１０ａ
と該基部１０ａの前後方向中央部に鉛直方向に垂下され
ている一個のアーム１０ｂとで略Ｔ字形に形成され、基
部１０ａ上面側が被支持体Ｈに固着されている。車輪
５′は本体部に加えて小径の段部５′ｂを有し、レール
２′の開口部に前後対称位置に水平方向に車輪５′が転
動可能に装着され、段部５′ｂは上下のリップ２′ｄ間
におかれている。この段部５′ｂは必ずしも必須要素で
はない。車軸６′は水平方向にアーム１０ｂを貫通して
固着され前後外側向けて車輪５′の軸芯を貫通し外側端
部が固着具によって固着されている。車軸６′は前後別
体とすることも可能であるが、一本で共用した方が簡易
である。ここで通常間隔はＭ＞Ｎにとられている。レー
ル２′の支持体Ｇとの固着は前記免震装置１ａと同様で
あり詳細説明を省略する。ここで、リップ付溝形材製の
レール２′に代えて前記レール２を用いることも可能で
ある。

【００１０】図１（ｅ）に示す免震装置１ｅでは、一本
のＩ形材又はＨ形材製のレール３を用い、前後対称の位
置に略コ字形の開口部をもっている。レール３は、上下
対称位置の下方に略水平の車輪転動面３ａと、上方に略
水平の車輪跳ね防止面３ｂと、上下の車輪転動面３ａと
車輪跳ね防止面３ｂとを連結する略鉛直方向の連結面３
ｃとが一体に形成され、車輪転動面３ａの下面側が支持
体Ｇに固着されている。軸支持材８は、前記免震装置１
ａと同形状で基部８ａと一対のアーム８ｂとで門型に形
成され、基部８ａ上面側が被支持体Ｈに固着されてい
る。レール３の略コ字形の開口部に前後対称に一対の車
輪５が転動可能に装着され、車軸６が連結面３ｃ側から
前後外側に向けて水平方向に車輪５の軸芯を貫通し外側
端部が前後のアーム８ｂに固着されている。車輪５、車
軸６、アーム８ｂと車軸６との固着は前記免震装置１ａ
と同様であり詳細説明を省略する。又レール３を長手方
向正面よりみると前記図２（ａ）と同様の形状であり詳
細説明を省略する。図１（ｆ）に示す免震装置１ｆで
は、一対のＩ形材又はＨ形材を対称位置に隣合わせに固
着した形状で前後に略コ字形の開口部をもっている。レ
ール４は、上下対称位置の下方に略水平の車輪転動面４
ａと、上方に略水平の車輪跳ね防止面４ｂと、上下の車
輪転動面４ａと車輪跳ね防止面４ｂとを連結する略鉛直
方向の連結面４ｃとが一体に形成され、車輪転動面４ａ
の水平下面側が支持体Ｇに固着されている。軸支持材８
は、前記免震装置１ｂと同形状で一対のアーム８ｂの前
後間隔が広くとられた門型に形成され、基部８ａ上面側
が被支持体Ｈに固着されている。レール４の略コ字形の
開口部に前後対称に水平方向に一対の車輪５が転動可能
に装着され、車軸６が連結面４ｃ側から前後外側に向け
て車輪５の軸芯を貫通し外側端部が前後のアーム８ｂに
固着されている。車輪５、車軸６、アーム８ｂと車軸６
との固着は前記免震装置１ａと同様であり詳細説明を省
略する。又レール４を長手方向正面よりみると前記図２
（ａ）と同様の形状であり詳細説明を省略する。前記構
成により免震装置１ａ〜１ｆでは、車輪５又は５′はレ
ール２、２′、３又は４の車輪転動面２ａ、２′ａ、３
ａ又は４ａと車輪跳ね防止面２ｂ、２′ｂ、３ｂ又４ｂ
との間に装着され水平の左右方向Ｘの一方向の地震動が
発生し支持体Ｇが振動した場合には、車輪転動面を車輪
が相対的に転動可能とされ、車輪跳ね防止面によって車
輪の上方への跳ね上がりが抑制可能とされている。ここ
の免震装置１ａ〜１ｆでは、軸支持材８、９又は１０の
基部８ａ、９ａ又は１０ａが上方の被支持体Ｈに固着さ
れ、車輪転動面２ａ、２′ａ、３ａ又は４ａが下方の支
持体Ｇに固着されているが、それぞれ被支持体Ｈと支持
体Ｇとを上下入替えて用いることも可能である。又、各
レールの端部が前記した特別な形状を有する場合であっ
ても、少なくとも車輪転動部分の鉛直方向断面の開口部
が長手方向にわたり実質的に同形とされている。更に、
各例で説明した溝形材製のレール２をリップ溝形材製の
レール２′に置換えて用いることも可能である。

【００１１】図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すのは、
前記図２（ａ）で説明したレール２の両端部に一対の上
下免震部材１１を装着した変形例であり、レール３又は
４にも適用可能である。上下免震部材１１は、一対の略
Ω状に湾曲した板ばね１１ａと、各板ばね１１ａの一端
部に連設され一対の孔が穿設されたレール係止片１１ｃ
と、各板ばね１１ａの他端部に前後に張出し一対の孔が
穿設された固着片１１ｂとを有し、ボルト、ビス等の固
着具１１ｄによってレール２の車輪転動面２ａの長手左
右端部にレール係止片１１ｃが固着され、固着片１１ｂ
がボルト、ビス、木ねじ等の固着具１１ｅによって支持
体Ｇ上に固着されている。上下免震部材１１は板ばねに
限定されず、コイルばね、皿ばね等のばね材、スポンジ
ゴム、防振ゴム等のゴム、オイルダンパー、摩擦ダンパ
ー等のダンパーを用いてもよいが、比較的耐荷重が軽量
の場合は板ばねを用いるのが簡易低コストである。

【００１２】以下において、前記免震装置１ａ〜１ｆの
応用例を説明するが、これ等の例に限定されず他の転が
り型免震装置にも広く適用可能である。図３、４を参照
しながら、図１（ｅ）の免震装置１ｅのレール３を二段
重ねして用い直交する二方向の地震動に対応可能な第一
例の免震装置１２を説明する。図１について説明したと
同一の構成要素は同一符号を用い詳細説明を省略する。
図３は免震装置１２の１ユニットの部分拡大図である。
免震装置１２は、下段として図１（ｅ）に示す免震装置
１ｅと同様に支持体Ｇにライナー（図示省略）を噛ませ
て固設されたレール３と車輪５と車軸６と軸支持材８と
を有し、軸支持材８は基部８ａと一対のアーム８ｂとで
門型に形成され、車輪５は支持体Ｇが左右方向Ｘに地震
動により振動したときに相対的にレール３を転動可能と
されている。ここで、基部８ａは上面側が被支持体Ｈに
直接には固着されず、上段が介在されている。上段は免
震装置１ｅとレール３と車輪５と車軸６とは同様の構成
で、軸支持材８′が軸支持材８を上下転倒して形成さ
れ、前記下段のレール３の左右方向Ｘと直交する水平の
前後方向Ｙに上段のレール３が配設されている。軸支持
材８′の基部は、軸支持材８の基部８ａと共用し一対の
アーム８′ｂにより上向きに開口部をもった逆向き門型
に形成され、上段のレール３の車輪跳ね防止面３ｂ上面
側が被支持体Ｈに固着されている。本免震装置１２は、
Ｉ形材又はＨ形材製の下段のレール３の略コ字形の前後
開口部に対称位置に一対の車輪５が転動可能に装着さ
れ、上段のレール３の略コ字形の左右開口部に対称位置
に一対の車輪５が転動可能に装着されている。ここで、
後述する免震装置１２を一対用いる場合には、隣接する
軸支持材８の基部８ａ間を方形板状の連結材８ｃが掛渡
されている。

【００１３】図４は免震装置１２の４ユニットを組合わ
せた例である。ここでの免震装置１２の各ユニットは、
図３について説明した免震装置１２と同一構成であり一
部構成要素の符号記載及び詳細説明を省略する。図４で
は、免震装置１２の４ユニットを平面視において正方形
の４隅部に配設し、隣接する各免震装置１２の軸支持材
８の基部８ａ間を方形板状の連結材８ｃによって連結し
ている。ここで、下段のレール３は左右に一対が対称位
置に左右中央部の間隔Ｐをおいて連設され、それぞれ左
右中央部が最低部分であって両端部に向って徐々に高く
なる凹状の形状として例えば円弧面に形成され、この下
段のレール３が前後に平行に一対が中心間隔Ｐをおいて
並設されている。一方上段のレール３は前後に一対が対
称位置に前後中央部の間隔Ｐをおいて連設され、それぞ
れ前後中央部が最低部分であって両端部に向って徐々に
高くなる凹状の形状として例えば円弧面に形成され、こ
の上段のレール３が左右に平行に一対が中心間隔Ｐをお
いて並設されている。ここで上下段の４本のレールによ
って、平面視において井桁状に形成されている。上記構
成により、下段の車輪５は下段のレール３に沿い支持体
Ｇが左右方向Ｘの地震動により振動したときに相対的に
転動可能で、上段の車輪５は上段のレール３に沿い支持
体Ｇが前後方向Ｙの地震動により振動したときに相対的
に転動可能で、左右方向及び前後方向の直交する二方向
成分を含む地震動に対しては合成されて相対的に転動可
能である。

【００１４】次に、図５〜７を参照しながら、図１
（ｅ）の免震装置１ｅのレール３を一部向きを替えて二
段重ねして用い直交する二方向の地震動に対応可能な第
二例の免震装置１３を説明する。図１について説明した
と同一の構成要素は同一符号を用い詳細説明を省略す
る。図５は、免震装置１３の１ユニットの下段又は上段
のみの部分拡大図で、図６、７は図５に示す１ユニット
を組合せて車輪転動方向を左右方向Ｘ及び前後方向Ｙの
直交する二方向に二段重ねした例である。図５につい
て、免震装置１３の最低単位ユニットの構成を説明す
る。先ず、免震装置１３は、下部レール３、上部レール
３′、車輪５、車軸６及び軸支持材１４とを備えてい
る。下部レール３は前記図２（ａ）で説明したと同様に
支持体Ｇ側（図示省略）に固設され、左右中央部が最低
部分であって両端部に向って徐々に高くなる凹状の形状
として例えば円弧面に形成されている。上部レール３′
は被支持体Ｈ（図示省略）側に固設され、下部レール３
を上下転倒した構成で中央部が最高部分であって両端部
に向って徐々に低くなる凹状の形状として例えば円弧面
に形成され、下部レール３上方に上部レール３′が円弧
面を向合せにして配設されている。車輪５は、下部レー
ル３及び上部レール３′を左右方向Ｘに見て上下左右対
称位置に４個を前後対称位置で合計８個配設され、下部
レール３に転動可能に装着された左右前後合計４個の下
部車輪５ａと、上部レール３′に転動可能に装着された
左右前後合計４個の上部車輪５ｂとを有している。車軸
６は、左右方向Ｘに見て上下左右対称位置に軸芯間隔Ｒ
をおいて４本を前後対称位置に合計８本配設され、下部
車輪５ａを回動自在に軸支する左右前後合計４本の下部
車軸６ａと、上部車輪５ｂを回動自在に軸支する左右前
後合計４本の上部車軸６ｂとを有し、各車軸はそれぞれ
水平とされている。ここで、下部車軸６ａ及び上部車軸
６ｂは後述する共通する軸支持材１４の前後一対のアー
ム１４ｂ及び１４′ｂに固着されている。軸支持材１４
は、下部車軸６ａ及び上部車軸６ｂの前後端部が固着さ
れ水平方向の略方形板状の基部１４ａと、該基部１４ａ
を中心として上下対称位置に鉛直に並設された２個づつ
合計４個の略方形板状材のアーム１４ｂ、１４′ｂとを
有し、前記軸支持材８と同様にそれぞれ基部１４ａを中
心として上下に前後一対のアーム１４ｂ、１４′ｂとで
門型に形成されている。アーム１４ｂ、１４′ｂの形状
は、略方形に限定されず、上下左右対称位置に各車軸６
を固着可能であればよく、通常各車輪５及び車軸６の軸
芯は各頂点部近傍に配設されている。免震装置１３は前
記した構成を最低ユニットとして使用することも可能で
あるが、図６、７において下段として示すように、下部
レール３及び上部レール３′各一対を前後対称位置に中
心間隔Ｑをおいて並設し、隣接する各支持材１４の基部
１４ａ間を方形板状の連結材１４ｃによって連結して前
後を一体とすることにより安定的に使用可能となり好ま
しい。上記構成により、車輪５のうち下部車輪５ａはア
ーム１４ｂに固着された下部車軸６ａ回りに回動しつつ
下部レール３に沿い、上部車輪５ｂはアーム１４′ｂに
固着された上部車軸６ｂ回りに回動しつつ上部レール
３′に沿い、それぞれ独立して転動可能とされ、支持体
Ｇが左右方向Ｘの地震動により振動したときに相対的に
転動可能とされている。

【００１５】更に図６、７の全体は図５に示す免震装置
１３の最低単位１ユニットを下段２ユニット、上段２ユ
ニット用い、車輪転動方向を左右方向Ｘ及び前後方向Ｙ
の直交する二方向に上下段の二段重ねした例である。レ
ールの配置として下段を下部レール３と上部レール３′
の二段とし、上段を下部レール３と上部レール３′の二
段とし合計４段を１ユニットとしそれぞれ各一対を前後
及び左右の対称位置に中心間隔Ｑをおいて並設し、各レ
ールに車輪５、車軸６及び軸支持材１４が組合せて配設
されている。ここで下段の下部レール３は左右端部にラ
イナー７を噛ませて支持体Ｇ上に固設され、下段の上部
レール３′は左右端部にライナー７を噛ませて略正方形
板状の中間材１５下に固設され、上段の下部レール３の
前後端部にライナー７を噛ませて中間材１５上に固設さ
れ、上段の上部レール３′の前後端部にライナー７を噛
ませて被支持体Ｈ下に固設されている。又各軸支持材１
４の隣接する基部１４ａ間を方形板状の連結材１４ｃに
よって連結して対称位置にある前後及び左右の各ユニッ
トを一体とすることにより安定的に使用可能としてい
る。上記構成により、下段においては車輪５のうち下部
車輪５ａはアーム１４ｂに固着された下部車軸６ａ回り
に回動しつつ下部レール３に沿い、上部車輪５ｂはアー
ム１４′ｂに固着された上部車軸６ｂ回りに回動しつつ
上部レール３′に沿い、それぞれ独立して転動可能とさ
れ、支持体Ｇが左右方向Ｘの地震動により振動したとき
に相対的に転動可能とされている。一方、上段において
は車輪５のうち下部車輪５ａはアーム１４ｂに固着され
た下部車軸６ａ回りに回動しつつ下部レール３に沿い、
上部車輪５ｂはアーム１４′ｂに固着された上部車軸６
ｂ回りに回動しつつ上部レール３′に沿い、それぞれ独
立して転動可能とされ、支持体Ｇが左右方向Ｘと直角の
前後方向Ｙの地震動により振動したときに相対的に転動
可能とされている。又左右方向及び前後方向の直交する
二方向成分を含む地震動に対しては合成されて相対的に
転動可能である。車輪５は下部レール３及び上部レール
３′の車輪跳ね防止面３ｂ、３ｂ′によって車輪５の上
方への跳ね上がりが抑制可能とされている。更に図示省
略するが、図６、７に示す免震装置１３の下段２ユニッ
ト、上段２ユニットの組合わせだけでも使用可能である
が、耐荷重に対応した複数組み合わせを準備して置き、
支持体Ｇと被支持体Ｈ間に適宜分散配置して用いると低
荷重から重荷重まで広範囲に対応可能である。

【００１６】免震装置１２、１３においては、レールは
全て図１（ｅ）で説明した構成のものを用いてあるが、
これは図１の（ｅ）以外のものであってもよい。又、免
震装置１２、１３の被支持体Ｈと支持体Ｇとを上下入替
えて、例えば支持体Ｇを壁、天井とし被支持体Ｈを額、
シャンデリア等の懸吊品として用いることもできる。更
に図８は、車輪、車軸及びアームとの連結についての好
ましい他例である。本例は、図３について説明した免震
装置１２に適用した場合について説明するが、その他の
車輪、車軸及びアームとの連結箇所においても適用可能
である。左右一対の車輪５の芯部に貫通する車軸６は固
着具として例えば左右端部のねじ部にボルト１６を螺合
してアーム８′ｂに固着されている。固着具はスナップ
リングを用いてもよく、通常座金が介在されている。車
輪５と車軸６間には別体の軸受け１７を介在させると安
定した摩擦が得られるので好ましい。この場合、通常別
体の軸受け１７としては、無給油軸受けの滑り軸受けが
用いられるが、軽荷重や車輪と車軸に硬質プラスチック
を用いた場合には介在は不要である。その場合通常軸受
け１７を車輪５に固定し、車軸６を単独で回動可能とす
るが、車軸６に軸受け１７を固定することとしてもよ
い。又各車輪５には外側縁側にフランジ５ａを形成する
のが好ましく、レール２〜４との脱輪防止に有効である
が、レール２′はリップ２′ｄが張出しているのでフラ
ンジ５ａがなくても脱輪防止が計れる。

【００１７】次に、図１、２について本発明の免震装置
用レールと車輪との組合わせ各例の作動を説明する。免
震装置１ａ〜１ｆでは、車輪５又は５′はレール２、
２′、３又は４の車輪転動面２ａ、２′ａ、３ａ又は４
ａと車輪跳ね防止面２ｂ、２′ｂ、３ｂ又４ｂとの間に
装着され、地震動非作動時においては車輪５又は５′は
レールの中央部で凹状の最低部分すなわち図２に示す５
Ｍの位置にあり、被支持体Ｈは最低レベルの基準状態位
置において安定状態で支持体Ｇ上方に静止している。左
右方向Ｘの地震動が発生し支持体Ｇが振動した場合に
は、車輪転動面を車輪５又は５′が相対的に転動し図２
に示す端部の５Ｌ又はＲの位置となり被支持体Ｈは僅か
に上昇して最高レベル位置に達し、被支持体Ｈは基準状
態の最低レベル位置からの変位に応じた復元力をうけ振
動を繰返すが、被支持体Ｈの荷重は直接支持体Ｇに達せ
ず車軸６又は６′から車輪５又は５′を経由するので、
摩擦が減衰力として有効に作用し免震作用が働く。レー
ルに形成されている車輪跳ね防止面の存在によって上下
方向Ｚの地震動成分がある場合にも車輪５又は５′の上
方への跳ね上がりが簡易に抑制される。ここで、図２
（ａ）に示す凹状面の中心である最低部分からの水平方
向の最大変位距離の片ストロークＳは、レールの一つの
凹状の長手方向全長Ｖとの間には近似的に２Ｓ＝Ｖの関
係となり、例えば、阪神淡路大震災級の地震動では、全
ストローク２Ｓは約５００ｍｍ、レール一つの全長Ｖを
約５００ｍｍに選定すればよい。又図２（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示す上下免震部材１１を装着した場合
には、板ばね１１ａによって上下方向Ｚの免震作用が更
に有効に働き、一対のレール係止片１１ｃが車輪転動面
２ａの長手左右端部に向合って配設されているので、車
輪５がレール２から脱出しないようにストッパー作用も
得られる。図１に示す各免震装置の使分けは、レールの
材料、設置場所の条件等により、適宜選択使用されるが
主としてそれぞれ下記特徴を有する。免震装置１ａは、
溝形材という汎用の材料を一対背中合わせに固着するの
で材料選択が容易である。免震装置１ｂは、固定された
車輪にレールを内側より挿入してセットする必要がある
場合に適用される。免震装置１ｃは、固定されたレール
に車輪を内側より挿入してセットする必要がある場合に
適用される。免震装置１ｄは、狭いスペースで使用する
必要がある場合に適用される。又リップ付であり、脱輪
防止に有効である。免震装置１ｅは、Ｉ形材又はＨ形材
という汎用の材料をそのまま使用するので材料選択が容
易である。免震装置１ｆは、免震装置１ｅの変形例で、
レールに高強度を必要とする場合に適用される。

【００１８】図３、４について、免震装置１２の作動を
説明する。図３に示す免震装置１２の単独使用の場合
は、地震動非作動時においては上下段の車輪５は上下段
のレール３の中央部で凹状の最低部分の位置にあり、被
支持体Ｈは最低レベルの基準状態位置において安定状態
で支持体Ｇ上方に静止している。左右方向Ｘの地震動が
発生し支持体Ｇが振動した場合には、下段の車輪転動面
３ａを車輪５が相対的に転動し被支持体Ｈは僅かに上昇
して最高レベル位置に達し、被支持体Ｈは基準状態の最
低レベル位置からの変位に応じた復元力をうけ振動を繰
返すが、被支持体Ｈの荷重は直接支持体Ｇに達せず下段
の車軸６から車輪５を経由するので、摩擦が減衰力とし
て有効に作用し免震作用が働く。前後方向Ｙの地震動が
発生した場合にも同様に、上段の車輪転動面３ａを車輪
５が相対的に転動し、被支持体Ｈは基準状態の最低レベ
ル位置からの変位に応じた復元力をうけ振動を繰返し、
上段の車軸６と車輪５による摩擦による減衰力が作用し
て免震作用が働く。左右方向Ｘ及び前後方向Ｙの直交す
る二方向成分を含む地震動に対しては合成されて相対的
に転動可能である。いずれの場合も、各レール３に形成
されている各車輪跳ね防止面３ｂの存在によって、上下
方向Ｚの地震動成分がある場合にも各車輪５の上方への
跳ね上がりが簡易に抑制される。図４に示す免震装置１
２を４ユニットを組合わせた場合には、隣接する各ユニ
ットの基部８ａ間を連結材８ｃによって連結されている
ので、各上段及び下段が一体で安定し作動することがで
きる。又図示省略するが、免震装置１２は１ユニット又
は４ユニットを複数組準備して置き、支持体Ｇと被支持
体Ｈ間に適宜分散配置して用いると低荷重から重荷重ま
で耐荷重の変動に広範囲に対応可能である。ここで車輪
５の変位距離片ストロークＳとレールの一つの凹状の長
手方向全長Ｖとには図２（ａ）について前記した関係が
成立するので、例えば、阪神淡路大震災級の地震動で
は、全ストローク２Ｓは約５００ｍｍ、免震装置１２の
１ユニットのレール全長Ｖは約５００ｍｍにとられ、一
対では約１０００ｍｍにとられるので、免震装置１２は
後述する免震装置１３に比して、レール全長は長くはな
るが、上下方向Ｚの高さが低くてすむので、この高さが
問題とされる例えばＯＡ機器、医療機器、美術品等の免
震に好適である。

【００１９】図５〜７について免震装置１３の作動を説
明する。免震装置１３の単独使用の場合は、地震非作動
時では、免震装置１３の左右の下部車輪６ａ、６ａは下
部レール３の中央部で凹状の最低部分位置からそれぞれ
左右等距離にあり、左右の上部車輪６ｂ、６ｂは上部レ
ール３′の中央部で凹状の最高部分位置からそれぞれ左
右等距離にあって、被支持体Ｈは最低レベルの基準状態
位置において安定した状態で支持体Ｇ上方に静止してい
る。左右方向Ｘの地震動が発生し支持体Ｇが振動する
と、図示省略するが下部車輪６ａ、６ａが下部レール３
の凹状面を相対的に転動し、同時に上部車輪６ｂ、６ｂ
は上部レール３′の凹状面を相対的に転動し、被支持体
Ｈは僅かに上昇して最高レベル位置に達し、被支持体Ｈ
は基準状態の最低レベル位置からの変位に応じた復元力
をうけ振動を繰返すが、被支持体Ｈの荷重は直接支持体
Ｇに達せず、順次上部レール３′→上部車輪５ｂ→上部
車軸６ｂ→アーム１４′ｂ→アーム１４ｂ→下部車軸６
ａ→下部車輪５ａ→下部レール３と経由するので、主と
して車輪と車軸の摩擦が減衰力として有効に作用し免震
作用が働く。ここで、基準状態の凹状面の中心である最
低部分からの水平方向の最大移動距離の片ストロークＳ
は、下部レール３の凹状の長手方向全長Ｗと、下部車軸
６ａ及び上部車軸８ｂの各軸芯間隔Ｒとの間は近似的に
Ｓ＝Ｗ−Ｒ、Ｗ＝Ｓ＋Ｒの関係となる。ここで、ＲはＳ
に対し十分小さな値で、想定する地震動の全振幅として
全ストローク２Ｓに安定的に対応するためには、前記し
た免震装置１２の２Ｓ＝Ｖに対し大幅に小さくころタイ
プに極く近い値となり、特別な減衰装置が不要で構造簡
単である上に装置の小型化が可能である。例えば、阪神
淡路大震災級の地震動では、全ストローク２Ｓは約５０
０ｍｍ、一対の免震装置１３を用いれば合計全長２Ｗを
約５００ｍｍ＋２Ｒ、１個の全長Ｗを約２５０ｍｍ＋Ｒ
にとればよい。しかし、上下方向Ｚの高さは免震装置１
２に比し高くなるので、この高さがあまり問題とされな
い例えば一般住宅、中高層マンション、ビルの建築物等
の免震に好適である。図６、７に示す免震装置１３を下
段２ユニット、上段２ユニット用い、車輪転動方向を左
右方向Ｘ及び前後方向Ｙの直交する二方向に上下段の二
段重ねした例において、前後方向Ｙの地震動が発生した
場合にも同様に、上段の車輪転動面３ａ及び３′ａを車
輪５ａ及び５ｂが相対的に転動し、被支持体Ｈは基準状
態の最低レベル位置からの変位に応じた復元力をうけ振
動を繰返し、上段の車軸６ａ、６ｂと車輪５ａ、５ｂと
の摩擦による減衰力が作用して免震作用が働く。左右方
向Ｘ及び前後方向Ｙの直交する二方向成分を含む地震動
に対しては合成されて相対的に転動可能である。いずれ
の場合も、各レール３及び３′に形成されている各車輪
跳ね防止面３ｂ、３′ｂの存在によって、上下方向Ｚの
地震動成分がある場合にも各車輪５ａ、５ｂの上方への
跳ね上がりが簡易に抑制される。更に被支持体Ｈの重量
や形状に応じてユニット数を増減して配設することによ
り、低荷重から重荷重までの免震装置として広範囲に適
用可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明の免震装置によれば、簡易な構造
で、強度が高く、製作が容易であってコストが安く、車
輪転動面に対し上方又は下方に跳ね防止面を有し左右方
向及び／又は前後方向の地震動に対する免震作用に加え
て上下方向の地震動成分に対しても跳ねが簡易に抑制可
能である。又被支持体の荷重は直接支持体に達せず、主
として車輪と車軸の摩擦が減衰力として有効に作用し免
震作用が働くので特別な減衰装置が不要である上に、想
定する地震動の全振幅に安定的に対応するためにレール
全長は小さくころタイプに極く近い値となり装置の小型
化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震装置用レールの車輪との組合わせ
の各例を示し、長手方向中央部の鉛直方向断面側面図
で、（ａ）は一対の溝形材を背中合わせに配置したも
の、（ｂ）は一対の溝形材の背中を離隔配置したもの、
（ｃ）は一対の溝形材を向合わせ離隔配置した一例、
（ｄ）は一対のリップ付き溝形材を向合わせ離隔配置し
た他例、（ｅ）はＩ形材又はＨ形材を単独配置したも
の、（ｆ）は一対のＩ形材又はＨ形材を組合せて結合し
たものである。

【図２】図１の免震装置用レールで、（ａ）は一般的な
例の長手方向正面図で、（ｂ）は上下免震部材を装着し
た例の長手方向正面図で、（ｃ）は（ｂ）の平面図、
（ｄ）は（ｂ）の側面図である。

【図３】図１（ｅ）の免震装置用レールを二段重ねして
用いた免震装置の第一例の部分拡大図で、（ａ）はＢ・
Ｂ方向に視た平面図、（ｂ）はＡ・Ａ方向に視た正面図
である。

【図４】図３の免震装置を４ユニットを配置した例で、
（ａ）はＣ・Ｃ方向に視た平面図、（ｂ）は正面図であ
る。

【図５】図１（ｅ）の免震装置用レールを二段に用いた
免震装置の第二例の部分拡大図で、（ａ）はＥ・Ｅ方向
に視た平面図、（ｂ）はＤ・Ｄ方向に視た側面図、
（ｃ）は正面図である。

【図６】図５の免震装置を二段重ねして用い４ユニット
を配置した例でＦ・Ｆ方向に視た平面図である。

【図７】図６の免震装置で下段は正面図、上段は前後中
心線縦断正面図である。

【図８】図３の免震装置において、別体の車輪軸受けを
装着した他例の図３（ｂ）と同じＡ・Ａ方向に視た正面
図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｆ、１２、１３ 免震装置 ２、２′、３、３′、４ レール ２ａ、２′ａ、３ａ、３′ａ 車輪転動面 ２ｂ、２′ｂ、３ｂ、３′ｂ 車輪跳ね防止面 ２ｃ、２′ｃ、３ｃ、３′ｃ 連結面 ２′ｄ リップ ５、５′、５ａ、５ｂ、５Ｌ、５Ｒ 車輪 ５′ｂ 段部 ６、６′、６ａ、６ｂ 車軸 ７ ライナー ８、８′、９、１０、１４、１４′軸支持材 ８ａ、９ａ、１０ａ、１４ａ 基部 ８ｂ、８′ｂ、９ｂ、１０ｂ、１４ｂ、１４ｂ′アーム ８ｃ、１４ｃ 連結材 １１ 上下免震部材 １１ａ 板ばね １１ｂ 固着片 １１ｃ 係止片 １１ｄ、１１ｅ、１６ 固着具 １５ 中間材 １７ 軸受け Ｇ 支持体 Ｈ 被支持体 Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ 間隔 Ｒ 軸芯間隔 Ｓ ストローク Ｖ、Ｗ レール全長 Ｘ 左右方向 Ｙ 前後方向 Ｚ 上下方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−247924（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−196115（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−54040（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−22243（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−193650（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−303481（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−13846（ＪＰ，Ｕ) 国際公開95／23267（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/02 - 15/08 E04H 9/02 331

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向において中央部が最低部分又は
   最高部分をなす凹状のレールに装着された車輪の転動に
   よる免震装置の該レールの少なくとも車輪転動部分の鉛
   直方向断面が中間の略鉛直連結面の上下対称位置に一方
   の略水平方向車輪転動面と他方の略水平方向車輪跳ね防
   止面とで一体に形成された開口部を有し、前記レールの
   長手方向にわたり前記開口部が実質的に同形とされてい
   る免震装置において、前記レールの一対を用い一方を中
   央部が最低部分であって両端部に向って徐々に高くなる
   凹状の形状とし他方を中央部が最高部分であって両端部
   に向って徐々に低くなる凹状の形状とし、前記一対の各
   レールは凹状の形状を向合わせにして支持体側及び被支
   持体側に長手一方向に沿って固設され、前記各レールに
   装着され上下左右前後に配設された８個の車輪と、上下
   左右前後に配設された８本の水平車軸と、前記各車軸の
   端部が固着され水平方向の基部と該基部を中心として上
   下対称位置に並設されたアームを有する軸支持材とを備
   え、前記各レールに装着された前記各車輪は軸支する各
   車軸回りに回動しつつ前記各レールに沿いそれぞれ独立
   して転動可能とし、一方向の地震動に対し前記被支持体
   を免震可能としたことを特徴とする免震装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の免震装置の一対を中間
   材を介して車輪転動方向を直交する二方向とし上下二段
   重ねし、一方段の片側のレールを支持体側又は被支持体
   側に固設し、他方段の片側のレールを被支持体側又は支
   持体側に固設し、直交する二方向成分を含む地震動に対
   し前記被支持体を免震可能としたことを特徴とする免震
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の免震装置の少な
   くとも一対において、各レールが長手方向を平行に対称
   位置に間隔をおいて並設され、隣接する軸支持材の基部
   間に連結材が掛渡されていることを特徴とする免震装
   置。
4. 【請求項４】 レールの鉛直方向断面がＩ形又Ｈ形の形
   状とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の免震装置。
5. 【請求項５】 レールの鉛直方向断面が溝形又はリップ
   付溝形の形状とされていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の免震装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の免震装置のレー
   ルの一対を隣合わせ又は背中合わせに連結して形成され
   ていることを特徴とする免震装置。