JP3174860B2

JP3174860B2 - 免震装置及びこの装置が設けられてなる軽重量構造物の免震構造

Info

Publication number: JP3174860B2
Application number: JP22366198A
Authority: JP
Inventors: 茂平野; 萩原　　浩
Original assignee: 株式会社一条工務店
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 2001-06-11
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: JP2000038857A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震の振動を減衰
させ、該地震の振動から建物を保護するために使用され
る免震装置及びこの免震装置が設けられてなる戸建住宅
等の軽重量構造物の免震構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、従来から地震による振動か
ら建物を保護するための免震装置としては、ゴム板と鉄
板とを交互に重ね合わせた積層ゴムにより上部構造物を
下方から支持するものが提案され、一部では実用されて
いる。しかしながら、こうした構造の免震装置では、高
層ビル等のようなコンクリート建物等の重量構造物に適
用される場合には効果的である一方、戸建住宅等の軽重
量構造物の免震を図る場合には、必ずしも効果的ではな
い。一方、こうした軽重量構造物の免震を図る上で上記
積層ゴムを利用した免震装置よりも効果的な免震装置と
して、地盤側に固定された下部支承板と、建物側に固定
された上部支承板との間に１個又は複数個の球体を配設
し、この球体を地震により上記下部支承板上及び上部支
承板下で転動させる構造の免震装置が提案されている。

【０００３】ところで、こうした球体を構成要素とした
免震装置を戸建住宅等の軽重量構造物に用いる場合、振
幅ストロークが長い地震であっても効果的な免震機能を
期待する場合には、上記球体が載置されている下部支承
板と上部支承板の長さや幅又は径を長尺に設計すれば良
い。しかしながら、これら下部支承板や上部支承板を長
尺の物とする場合には、コスト高となるばかりではな
く、住宅の敷地面積は限られているとともに、隣接する
家屋や塀その他の構造物との距離を考慮すると、無制限
に長尺な装置とすることは事実上不可能である。したが
って、予想される地震の振幅ストロークに対応できる一
定の範囲又は限界を設け、その範囲又は限界以上の振幅
ストロークを有する地震が生じた場合であっても、球体
が下部支承板又は上部支承板から脱落することを防止す
る必要がある。そこで、このように地震の振幅ストロー
クに対応できる一定の範囲又は限界を設け、その範囲以
上の振幅ストロークを有する地震が発生した場合でも、
球体が脱落することがない構造を備えた従来の免震装置
として、例えば、特開平６−１５８９１２号記載の免震
装置が提案されている。この免震装置は、下部支承板
（球体ケース１Ｂ）の上面外周縁と上部支承板（球体ケ
ース１Ａ）の下面外周縁とからそれぞれ起立し又は垂下
してなるストッパ部（内壁１０）が形成され、また、該
下部支承板と上部支承板とが相対的に水平移動するのを
一定の範囲で規制する多数の引っ張りバネ６が構成要素
とされている。したがって、こうした構成からなる従来
の免震装置によれば、地震の振動により、間に備えた球
体の転動を介して相対的に下部支承板と上部支承板とが
水平移動を開始し、やがて球体がストッパ部まで到る
と、該ストッパ部によりそれ以上下部支承板と上部支承
板との水平移動が規制される。また、こうした下部支承
板と上部支承板との水平移動は、上記多数の引っ張りバ
ネの弾性力によっても規制されるとともに、該引っ張り
バネは、この免震装置が地震発生以前の状態に復帰させ
る復元力としても作用する。また、上述したように、予
想される地震の振幅ストロークに対応できる一定の範囲
又は限界を設け、その範囲又は限界以上の振幅ストロー
クを有する地震が生じた場合には、免震効果を制約する
方法として、免震装置の設置位置とは離れた位置に、ダ
ンパーやストッパ等を設けたものも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６−１５８９１２号記載の免震装置では、免震
可能な範囲を越える振幅ストロークの地震が発生した場
合には、球体がストッパに衝突することとなり、衝撃の
度に大きな衝撃音が発生することとなる。また、この免
震装置では、多数の引っ張りバネによっても下部支承板
と上部支承板との相対的な水平移動を規制する作用を有
するが、引っ張りバネの弾性率をどのように設定するか
は技術的に困難であり、取替え作業にも手間がかかるこ
ととなる。また、免震装置の設置位置とは離れた位置に
ダンパーやストッパを設ける場合には、あらゆる方向の
地震動に対応しなければならないことを考慮すると、多
数設置する必要があるとともに、施工上も工期が大幅に
延長され又コスト高となり、実際上は採用することがで
きない。

【０００５】そこで、本発明は、上述した従来の免震装
置等が有する種々の課題を解決するために提案されたも
のであって、予想される地震の振幅ストロークに対応で
きる一定の範囲又は限界を設けつつも、地震による振動
により大きな衝撃音の発生を有効に低減することができ
るとともに取替え作業にも大きな手間を必要とせず、さ
らには、工期の著しい延長を招くことがなく、価格も抑
制することができる画期的な免震装置及びこの免震装置
が設けられてなる軽重量構造物の免震構造を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために提案されたものであり、第１ないし第３の
発明は、免震装置であり、第４の発明は軽重量構造物の
免震構造である。そこで、この第１の発明（請求項１記
載の発明）は、地盤側に固定される下部支承板と、この
下部支承板上に転動可能に戴置されてなる球体と、この
球体に支持されてなり該球体を挟んで上記下部支承板の
上方に固定され軽重量構造物側に固定される上部支承板
と、上記下部支承板の上面及び／又は上部支承板の下面
に形成されてなるとともに上記球体を囲むリング状のス
トッパ部と、このストッパ部の内周面に固定されゴム又
は弾性発泡体からなるとともにリング状に成形された一
方の衝撃吸収体と、を備えてなり、上記下部支承板の外
周面から上記上部支承板の外周面には、ほぼ筒状に成形
され、周回り方向に弛み部が形成された他方の衝撃吸収
体が固定されてなることを特徴とするものである。

【０００７】なお、上記第１の発明を構成する一方の衝
撃吸収体又は他方の衝撃吸収体の材料として、例えば、
天然ゴム（ラテックスゴム）や、スチレンゴム，ブタジ
エンゴム，スチレン−ブタジエンゴム，クロロプレンゴ
ム，ブチルゴム，ニトリルゴム，エチレン−プロピレン
ゴム，アクリルゴム，ウレタンゴム，シリコーンゴム，
フッ素ゴム，多硫化ゴム等の合成ゴムや、或いは熱可塑
性エラストマーを使用することができる。この熱可塑性
エラストマーとしては、オレフィン軽エラストマー（ポ
リエチレンエラストマー，ポリプロピレンエラストマ
ー），アミド系エラストマー（ポリアミドエラストマ
ー），スチレン系エラストマー（スチレン−ブタジエン
−スチレンコポリマー，スチレン−イソプレン−スチレ
ンコポリマー，スチレン−エチレンブチエン−スチレン
コポリマー），ポリウレタン，ウレタン系エラストマー
を使用することができる。また、このウレタン系エラス
トマーとしては、熱可塑性ポリエーテルポリウレタン，
熱可塑性ポリエステルポリウレタン等の熱可塑性ポリウ
レタンを挙げることができる。なお、こうしたゴムとし
て、より具体的には、内外ゴム株式会社の製造に係る商
標「ナネナイト」や第一電工株式会社の製造に係る商標
「ハプラゲル」を使用しても良い。また、他の材料とし
ては、スポンジ状のポリウレタン多孔質体，ポリビニル
ポルマール多孔質体や或いは、ウレタンフォーム，セル
ロースフォーム，ナイロンフォーム等の弾性発泡体を使
用することができる。こうした弾性発泡体として、より
具体的には、株式会社ケーシーシー商会の販売に係るポ
リウレタンフォームを材料とした商標「メモリーフォー
ム」を使用しても良い。また、前記他方の衝撃吸収体に
は、周回り方向に弛み部が形成されているが、この弛み
部は、他方の衝撃吸収体の周回り方向に形成されていれ
ば良く、その数は単数であっても複数であっても良く、
例えば複数形成されたものとしては蛇腹状に成形されて
なるものであっても良い。

【０００８】

【０００９】

【００１０】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
は、上記第１の発明において、前記他方の衝撃吸収体
は、最も内側に配設されてなりゴムにより一体成形され
た第１の衝撃吸収体と、この第１の衝撃吸収体の外側に
配設され該第１の衝撃吸収体よりも硬度の高いゴムによ
り一体成形されてなる第２の衝撃吸収体と、この第２の
衝撃吸収体の外側に配設され該第２の衝撃吸収体よりも
さらに硬度が高いゴムにより一体成形されて成る第３の
衝撃吸収体と、から構成されてなることを特徴とするも
のである。

【００１１】なお、この第２の発明を構成する第１の衝
撃吸収体，第２の衝撃吸収体及び第３の衝撃吸収体であ
るそれぞれ材料は、前述したゴムの中から、硬度の異な
る三つを適宜抽出し、それらのゴムを各衝撃吸収体の系
方向に任意の順に配設すれば良い。そして、最も硬度が
低い第１の衝撃吸収体として使用できるゴムの種類は、
第２及び第３の衝撃吸収体の材料との関係で相対的に決
定されるものであるが、例えばウレタンゴム，アクリル
ゴム，フッ素ゴム等を使用することができる。また、第
１の衝撃吸収体の材料を上記各ゴムとした場合におい
て、第２の衝撃吸収体の材料として使用できるゴムの種
類は、例えば、ニトリルゴム，ブチルゴム，エチレンプ
ロピレンゴム等を使用することができ、さらに第３の衝
撃吸収体の材料として使用できるゴムとしては、天然ゴ
ム，スチレンゴム，シリコンゴム或いは熱可塑性エラス
トマーや前記第一電工株式会社の製造に係る商標「ハプ
ラゲル」を使用することもできる。

【００１２】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
は、上記第１又は第２の発明において、前記他方の衝撃
吸収体は、前記ストッパ部の外周面に固定されてなるこ
とを特徴とするものである。

【００１３】また、第４の発明（請求項４記載の発明）
は、軽重量構造物の免震構造であって、前記第１乃至第
３の発明に係る免震装置の何れかが設けられてなること
を特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る免震装置及び
この免震装置が設けられた軽重量構造物の免震構造の各
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。先ず、本発明に係る免震装置が用いられる軽重量構
造物の免震構造について、簡単に説明し、次いで、この
免震構造に用いられている免震装置について詳細に説明
する。この免震構造は、図１に示すように、地盤である
基礎コンクリートＡ上に円盤状の図示しないベース板が
アンカーボルトにより固定され、このベース板上に第１
の実施の形態に係る免震装置１を構成する下部支承板２
（図１中には図示していない）が固定され、この下部支
承板２の上面には間に後述する球体５（図１中には図示
していない）が介され後述する第１の土台の下面に固定
された上部支承板３が設けられている。すなわち、本実
施の形態においては、本発明を構成する免震装置１は、
上記ベース板に固定された下部支承板２と、球体５と、
軽重量構造物を構成する土台に固定された上部支承板３
とから構成されている。そして、上記上部支承板３の上
面には、第１の土台としてのＨ型鋼ＳがボルトＮ，Ｎ，
Ｎにより固定され、このＨ型綱Ｓの上面には第２の土台
である木製土台Ｗが固定されている。そして、この木製
土台Ｗの上面に図示しない柱が起立させられ、全体とし
て軽重量構造物を構成している。したがって、地震が発
生した場合には、地盤である基礎コンクリートＡとベー
ス板と下部支承板２とが振幅し、この下部支承板２の振
幅に伴い図示しない球体が転動することから、該振幅が
上部支承板３に伝達されず、その結果Ｈ型綱Ｓ，木製土
台Ｗ及び図示しない柱を含めた軽重量構造物全体が地震
動から保護される。なお、図１では、上述した構成に係
る免震装置１は、１つのみ記載されているに過ぎない
が、木製土台Ｗと木製土台Ｗとが交差する各部位の下方
にそれぞれ設けるものとし、軽重量構造物全体をこれら
の免震装置１で支持するものとする。

【００１５】次に、上述した第１の実施の形態に係る免
震装置１について詳細に説明する。この免震装置１は、
図２及び図３に示すように、図示しないボルトにより上
記基礎コンクリートＡ上に固定された図示しないベース
板にボルト４，４により固定された下部支承板２と、こ
の下部支承板２の上面に転動可能に載置されてなる球体
５と、軽重量構造物を構成する第１の土台としてのＨ型
鋼Ｓの下面に上面が固定されてなるとともに上記球体５
に支持されてなる上部支承板３と、該下部支承板２から
上部支承板３の外周面に亘って固定されてなる第他方の
衝撃吸収体６と、を備えている。

【００１６】上記下部支承板２は鉄により円盤状に成形
されてなり、外周縁側には、上記ボルト４，４が挿通さ
れる挿通孔（符号は省略する。）が形成されている。そ
して、上記下部支承板２の上面には、上記球体５を囲む
ように一方のストッパ部７が固定されている。この一方
のストッパ部７は、地震の際に地盤である基礎コンクリ
ートＡが振幅したときに、上記球体５が上記下部支承板
２の上面から脱落するのを防止するための部材であり、
図３に示すように、鉄によりリング状に成形され、上記
下部支承板２の上面にリング状に形成された溝部２ａ内
に嵌合されている。そして、上記一方のストッパ部６の
内周面には、本発明を構成する一方の衝撃吸収体８が接
着されている。この一方の衝撃吸収体８は、地震の際に
下部支承板２の振幅ストロークが最大許容範囲に達し、
上記球体５が上記一方のストッパ部７にに衝突して大き
な衝撃音と震動が発生するのを防止するための部材であ
り、図２に示すように、全体形状がリング状に成形され
てなるとともに、本実施の形態においては弾性発泡体で
あるウレタンフォームにより成形されている。そして、
上記下部支承板２の上面であって上記一方の衝撃吸収体
８の内側には、上記球体５が載置されている。この球体
５は、鉄により成形され、地震の際に地盤である基礎コ
ンクリートＡが水平方向に振幅したときに、上記下部支
承板２の上面を転動し、戸建住宅等の軽重量構造物に地
震動が伝達されることが無いよう構成されている。

【００１７】次に、上部支承板３について説明する。こ
の上部支承板３は、上記球体５により支持されてなると
ともに上面は上記Ｈ型鋼ＳにボルトＮ，Ｎ，Ｎにより固
定されている。そして、上記上部支承板３は、上記下部
支承板２と同様に鉄により円盤状に成形されている。ま
た、上記上部支承板３の下面は、地震が終息した時に上
記軽重量構造物を元に位置に復元させるため、図３に示
すように、円錐状の凹面３ａとされている。そして、上
記上部支承板３の下面には、上記下部支承板２と同様
に、リング状の溝部３ｂが形成され、この溝部３ｂ内に
は他方のストッパ部９が嵌合されている。この他方のス
トッパ部９は、上記一方のストッパ部７同様に、鉄によ
りリング状に成形されている。そして、上記他方のスト
ッパ部９の内周面には、前記一方のストッパ部７と同じ
ように一方の衝撃吸収体１０が接着されている。この一
方の衝撃吸収体１０は、地震の際に下部支承板２の振幅
ストロークが最大許容範囲に達し、上記球体５が上記他
方のストッパ部９にに衝突して大きな衝撃音と震動が発
生するのを防止するための部材であり、リング状に成形
されてなり、ウレタンフォームにより成形されている。

【００１８】そして、上記下部支承板２の外周面から上
部支承板３の外周面に亘って、本発明に係る他方の衝撃
吸収体６が固定されている。この他方の衝撃吸収体６
は、地震により上記下部支承板２が振幅した時に伸縮
し、該下部支承板２の振幅ストローク及び振幅スピード
を抑制し、上記球体５に支持されている構造物に伝達さ
れる震動や衝撃を大幅に抑制するための部材である。そ
して、この他方の衝撃吸収体６は、本実施の形態におい
ては、天然ゴムにより、ほぼ筒状に成形されてなり、図
３に示すように、弛み部６ａと、下端側固定部６ｂと、
上側固定部６ｃとから構成されている。そして、上記下
側固定部６ｂは、上記下部支承板２の外周面に固定され
る部位であり、後述するボルトが挿通される図示しない
挿通孔が形成されている。また、上記上側固定部６ｃ
は、上記上部支承板３の外周面に固定される部位であ
り、上記下側固定部６ｂと同様に後述するボルトが挿通
される図示しない多数の挿通孔が形成されている。ま
た、上記弛み部６ａは、この他方の衝撃吸収体６の周回
り方向に形成されてなるとともに外側に円弧状に膨出し
た状態で形成されている。そして、この他方の衝撃吸収
体６を構成する下側固定部６ｂの外周面には、一方の締
結部材１１が嵌着されている。この一方の締結部材１１
は、鉄によりリング状に成形されてなり多数のボルト１
２が挿通される図示しない挿通孔が形成されている。ま
た、上記他方の衝撃吸収体６を構成する上側固定部６ｃ
の外周面には、他方の締結部材１３が嵌着されている。
この他方の締結部材１３は、鉄によりリング状に成形さ
れてなり多数のボルト１４が挿通される図示しない挿通
孔が形成されている。すなわち、上記他方の衝撃吸収体
６は、上記一方及び他方の締結部材１１，１３を介し
て、上記多数のボルト１２，１４により上記下部支承板
２及び上部支承板３の外周面に固定されている。

【００１９】次に、この免震装置１の作用及び効果につ
いて説明する。図７は、地震動による上記球体５の変位
量δと、上記球体５に支持されている構造物にかかる荷
重Ｐとの関係を示すグラフ４０である。地震発生直後で
は、球体５と下部支承板２及び上部支承板３との抵抗に
より構造物に僅かの荷重がかかるが、さらに地盤側（数
支承板２）が変位すると、球体５の転動が開始され、該
変位が他方の衝撃吸収体６を構成する弛み部６ａの弛み
の範囲内である場合には、構造物には荷重δは変わらな
い。すなわち、図７中アとして示す範囲については、地
震発生直後を除いて有効に免震され構造物には荷重Ｐが
かからない。そして、さらにこの他方の衝撃吸収体６の
弛み部６ａの範囲を越えて地盤側が変位した場合には、
徐々に該他方の衝撃吸収体６が、図４に示すように、伸
長にされる。この他方の衝撃吸収体６の伸長により、該
他方の衝撃吸収体６を介して徐々に構造物に荷重Ｐがか
かる。したがって、この他方の衝撃吸収体６の弾性力に
より、構造物には、やや荷重Ｐがかかるものの、球体５
と一方及び他方のストッパ部７，９との衝撃力は緩和さ
れる。しかも、これら一方及び他方のストッパ部７，９
には、一方の衝撃吸収体８，１０が固定されているの
で、より一層球体５と一方及び他方のストッパ部７，９
との衝撃力は緩和される。

【００２０】したがって、この免震装置１によれば、建
物の敷地面積その他の理由により、下部支承板２や上部
支承板３の面積を小さいものとした場合に、振幅ストロ
ークが長い地震が発生した場合には、上記一方の衝撃吸
収体８，１０により、球体５と一方及び他方のストッパ
部７，９との衝突が緩和できるとともに、上記他方の衝
撃吸収体６により、やや免震効果は低減することとなる
が、大きな衝撃乃至は衝撃音の発生を充分回避すること
が可能となるとともに、該球体５が一方及び他方のスト
ッパ部７，９から脱落する危険性も回避することができ
る。特に、上記実施の形態においては、他方の衝撃吸収
体６には、弛み部６ａが形成されていることから、振幅
ストロークが短い場合には、何ら免震効果を低減させる
ことにはならない。また、この免震装置１では、上述し
た作用効果は、この免震装置１の構成要素により実現で
きるものであり、従来の免震構造のようにダンパ等を別
個に施工する必要がないので施工コストを大幅に削減す
ることができ、従来高価なものとされた免震住宅を低廉
な価格で購入者に提供することが可能となる。加えて、
上記衝撃吸収体６は、上記下部支承板２の外周面から上
部支承板３の外周面に亘って固定されているので、該下
部支承板２と上部支承板３との隙間に埃や塵、砂塵等の
異物が侵入する危険性がなく、上記球体５のスムーズな
転動を維持することができる。

【００２１】次に、第２の実施の形態に係る免震装置２
０について説明する。この免震装置２０は、図５に示す
ように、図示しないベース板に固定されてなる下部支承
板２１と、この下部支承板２１の上面に転動可能に載置
されてなる球体２２と、この球体２２に支持されてなる
上部支承板２３と、該下部支承板２１から上部支承板２
３の外周面に亘って固定されてなる第１乃至第３の衝撃
吸収体２４，２５，２６を備えている。

【００２２】上記下部支承板２１は鉄により円盤状に成
形されてなり、上面には、ボルト２７，２７が挿通され
る挿通孔（符号は省略する）が形成されている。そし
て、上記下部支承板２１の上面には、上記球体２２を囲
むように鉄によりリング状に成形された一方のストッパ
部２８が該下部支承板２１の上面にリング状に形成され
た溝部２１ａ内に嵌合されている。そして、上記一方の
ストッパ部２８の内周面には、ナイロンフォームにより
リング状に成形されてなる一方の衝撃吸収体２９が接着
されている。そして、上記下部支承板２１の上面であっ
て上記一方の衝撃吸収体２９の内側には、鉄で成形され
た上記球体２２が載置されている。次に上部支承板２３
について説明する。この上部支承板２３は、上記球体２
２により支持されてなるとともに上面は上記Ｈ型鋼Ｓに
ボルトＮ，Ｎ，Ｎにより固定されている。そして、上記
上部支承板３は、上記下部支承板２１と同様に鉄により
円盤状に成形されてなり、下面には、円錐状の凹面２３
ａが形成されている。また、上記上部支承板３の下面に
は、上記下部支承板２１と同様に、リング状の溝部２３
ｂが形成され、この溝部２３ｂ内には鉄によりリング状
に成形されてなる他方のストッパ部３０が嵌合されてい
る。そして、上記他方のストッパ部３０の内周面には、
一方の衝撃吸収体３１が接着されている。

【００２３】そして、上記下部支承板２１の外周面から
上部支承板２３の外周面に亘って、第１乃至第３の衝撃
吸収体２４，２５，２６が固定されている。なお、この
第１乃至第３の衝撃吸収体２４，２５，２６は、本発明
を構成する他方の衝撃吸収体である。そして、上記第１
の衝撃吸収体２４は、伸縮自在の天然ゴムにより、ほぼ
筒状に成形されてなり、図５に示すように、第１の弛み
部２４ａと、第１の下側固定部２４ｂと、第１の上側固
定部２４ｃとから構成されている。そして、上記第１の
下側固定部２４ｂは、上記下部支承板２１の外周面に固
定される部位であり、図示しないボルトが挿通される図
示しない挿通孔が形成されている。また、上記第１の上
側固定部２４ｃは、上記上部支承板２３の外周面に固定
される部位であり、上記第１の下側固定部２４ｂと同様
に図示しないボルトが挿通される図示しない多数の挿通
孔が形成されている。また、上記第１の弛み部２４ａ
は、上記下部支承板２１の変位により一番最初に伸張す
る部位であり、上記球体２２が自由に転動できる範囲を
確保するためものものであり、外側に円弧状に膨出され
ている。また、上記第２の衝撃吸収体２５は、ほぼ筒状
に成形されてなり、図５に示すように、第２の弛み部２
５ａと、第２の下側固定部２５ｂと、第２の上側固定部
２５ｃとから構成されている。なお、この第２の衝撃吸
収体２５は、上記第１の衝撃吸収体２４よりも硬度が高
いニトリルゴムにより成形されてなるとともに該第１の
衝撃吸収体２４よりもやや拡径されたものである。そし
て、上記第２の下側固定部２５ｂは、上記第１の衝撃吸
収体２４を構成する第１の下側固定部２４ｂを介して上
記下部支承板２１の外周面に固定される部位であり、上
記図示しないボルトが挿通される図示しない挿通孔が形
成されている。また、上記第２の上側固定部２５ｃは、
上記第１の衝撃吸収体２４を構成する第１の上側固定部
２４ｃを介して上記上部支承板２３の外周面に固定され
る部位であり、上記第２の下側固定部２５ｂと同様に上
記図示しないボルトが挿通される図示しない多数の挿通
孔が形成されている。また、上記第２の弛み部２５ａ
は、上記下部支承板２１の振幅ストロークの増加に追随
して上記第１の弛み部２４ａとともに該第１の弛み部２
４ａの次に伸張する部位であり、上記球体２２が自由に
転動できる範囲を確保するためのものであり、外側に円
弧状に膨出されている。

【００２４】そして、上記第３の衝撃吸収体２６は、ほ
ぼ筒状に成形されてなり、図５に示すように、第３の弛
み部２６ａと、第３の下側固定部２６ｂと、第３の上側
固定部２６ｃとから構成されている。なお、この第３の
衝撃吸収体２６は、上記第２の衝撃吸収体２５よりも硬
度がさらに高いウレタンゴムにより成形されてなるとと
もに該第２の衝撃吸収体２５よりもさらに拡径されてい
る。そして、上記第３の下側固定部２６ｂは、上記第１
の衝撃吸収体２４を構成する第１の下側固定部２４ｂ及
び上記第２の衝撃吸収体２５を構成する第２の下側固定
部２５ｂを介して上記下部支承板２１の外周面に固定さ
れる部位であり、上記図示しないボルトが挿通される図
示しない挿通孔が形成されている。また、上記第３の上
側固定部２６ｃは、上記第１の衝撃吸収体２４を構成す
る第１の上側固定部２４ｃ及び上記第２の衝撃吸収体２
５を構成する第２の下側固定部２５ｃを介して上記上部
支承板２３の外周面に固定される部位であり、上記第３
の下側固定部２６ｂと同様に上記図示しないボルトが挿
通される図示しない多数の挿通孔が形成されている。ま
た、上記第３の弛み部２６ａは、上記下部支承板２１の
振幅ストロークの増加に追随して上記第１及び第２の弛
み部２４ａ，２５ａとともに該第１及び第２の弛み部２
４ａ，２５ａの次に伸張する部位であり、上記球体２２
が自由に転動できる範囲を確保するためのものであり、
外側に円弧状に膨出されている。

【００２５】そして、上記第３の衝撃吸収体２６を構成
する第３の下側固定部２６ｂの外周面には、一方の締結
部材３２が嵌着されている。この一方の締結部材３２
は、鉄によりリング状に成形されてなり上記図示しない
多数のボルトが挿通される図示しない挿通孔が形成され
ている。また、上記衝撃吸収体２６を構成する第３の上
側固定部２６ｃの外周面には、他方の締結部材３３が嵌
着されている。この他方の締結部材３３は、鉄によりリ
ング状に成形されてなり上記図示しない多数のボルトが
挿通される図示しない挿通孔が形成されている。すなわ
ち、上記第１乃至第３の衝撃吸収体２４，２５，２６
は、上記一方及び他方の締結部材３２，３３を介して、
上記図示しない多数のボルトにより上記下部支承板２１
及び上部支承板２３の外周面に固定されている。

【００２６】次に、この免震装置２０の作用及び効果に
ついて説明する。図８は、上記第１乃至第３の衝撃吸収
体２４，２５，２６の力学的特性を個別に示すグラフ５
０であり、横軸δは、該第１乃至第３の衝撃吸収体２
４，２５，２６の伸張長さを示し、縦軸Ｐは、該第１乃
至第３の衝撃吸収体２４，２５，２６の伸張によりかか
る荷重を示している。そして、このグラフ５０中、第１
の折れ線５１は、上記最も硬度が低い第１の衝撃吸収体
２４の伸張長さの変化に対する該第１の衝撃吸収体２４
にかかる荷重の変化を示し、第２の折れ線５２は、上記
第２の衝撃吸収体２５の伸張長さの変化に対する該第２
の衝撃吸収体２５にかかる荷重の変化を示し、第３の折
れ線５３は、上記最も硬度が高い第３の衝撃吸収体２６
の伸張長さの変化に対する該第３の衝撃吸収体２６にか
かる荷重の変化を示す折れ線である。また、図９に示す
折れ線グラフ６０は、上記第１乃至第３の衝撃吸収体２
４，２５，２６を構成要素とした免震装置２０を用いた
構造物に対して、地震が発生した場合において、地震動
による上記球体２２の変位量δと、該球体２２に支持さ
れている構造物にかかる荷重Ｐとの関係を示すグラフも
のである。このグラフ６０中、ウとして示す範囲は、第
１の衝撃吸収体２４が伸長された状態、エとして示す範
囲は、第１の衝撃吸収体２４と第２の衝撃吸収体２５と
が伸長された状態、オとして示す範囲は、第１乃至第３
の衝撃吸収体２４，２５，２６の全てが伸長された状態
を示すものであり、最終的には、図６に示すように、球
体２２は、一方及び他方のストッパ部２８，３０の内周
面に固定された一方の衝撃吸収体２９，３１に当接され
る。

【００２７】したがって、この第２の実施の形態に係る
免震装置２０では、地震が発生することにより球体２２
が一方及び他方のストッパ部２８，３０に接近するにつ
れて、先ず第１の衝撃吸収体２４の弾性力が、構造物に
対する荷重として加えられ、次いで該第１の衝撃吸収体
２４の弾性力と第２の衝撃吸収体２５の弾性力との合力
が構造物に対する荷重として加えられ、最終的には該合
力と第３の衝撃吸収体２６の弾性力との合力が荷重とし
て構造物に加えられる。このため、この免震装置２０で
は、球体２２が一方及び他方のストッパ部２８，３０に
接近すればするほど上記第１乃至第３の衝撃吸収体２
４，２５，２６の弾性力の合力が荷重として構造物にか
かることから、免震効果はやや低減するが、球体２２と
一方及び他方のストッパ部２８，３０との衝撃力は緩和
される。しかも、これら一方及び他方のストッパ部２
８，３０には、一方の衝撃吸収体２９，３１が固定され
ているので、より一層球体２２と一方及び他方のストッ
パ部２８，３０との衝撃力は緩和される。

【００２８】したがって、この免震装置２０による場合
であっても、建物の敷地面積その他の理由により、下部
支承板２１や上部支承板２３の面積を小さいものとした
場合に、振幅ストロークが長い地震が発生した場合に
は、上記第１乃至第３の衝撃吸収体２４，２５，２６に
より、球体２２と一方及び他方のストッパ部２８，３０
との衝突が緩和できるとともに、大きな衝撃乃至は衝撃
音の発生を充分回避することができ、該球体２２が一方
及び他方のストッパ部２８，３０から脱落する危険性も
回避することができる。特に、この第２の実施の形態に
おいては、本発明を構成する他方の衝撃吸収体は、第１
乃至第３の衝撃吸収体２４，２５，２６として構成し、
該第１の衝撃吸収体２４から第３の衝撃吸収体２６は、
硬度が徐々に高くされていることから、地震の振幅スト
ロークが短い場合には、小さな荷重しか構造物にかけ
ず、振幅ストロークが長い場合には、比較的大きな荷重
を構造物にかけるものであることから、前述した第１の
実施の形態に係る免震装置１の作用効果に加えて、球体
２２と一方及び他方のストッパ部２８，３０との衝撃を
スムーズに吸収し緩和させることができる。

【００２９】次に、第３の実施の形態に係る免震装置７
０について説明する。この免震装置７０は、図１０に示
すように、下部支承板７１と、この下部支承板７１の上
面に転動可能に載置されてなる球体７２と、この球体７
２に支持されてなる上部支承板７３と、上記下部支承板
７１の上面に固定されてなる一方のストッパ部７４と、
上記上部支承板７３の下面に固定されてなる他方のスト
ッパ部７５と、この一方及び他方のストッパ部７４，７
５の外周面に固定されてなる他方の衝撃吸収体７６と、
を備えている。

【００３０】上記下部支承板７１は、上記第１の実施の
形態で説明した下部支承板２と同様の構成を備えてなる
ものであり、複数のボルト７７，７７により図示しない
ベース板に固定されている。そして、上記下部支承板７
１の上面には、一方の溝部７１ａが形成され、この一方
の溝部７１ａ内に上記第１の実施の形態で説明した一方
のストッパ部６と同様の構成を備えてなる一方のストッ
パ部７４が固定されている。そして、上記下部支承板７
１の上面であって上記一方のストッパ部７４の内側に
は、鉄で成形された上記球体７２が転動可能に載置され
ている。そして、この球体７２上には、上記上部支承板
７３が載置されている。この上部支承板７３は、上記第
１の実施の形態で説明した上部支承板３と同様の構成で
あり、下面は円錐状の凹面７３ａとされてなるとともに
他方の溝部７３ｂが形成されている。そして、この他方
の溝７３ｂ内には、上記他方のストッパ部７５が固定さ
れている。そして、上記一方及び他方のストッパ部７
４，７５の内周面には、上記第１の実施の形態で説明し
た免震装置１と同様に、一方の衝撃吸収体７８，７９が
接着されている。

【００３１】そして、上記他方の衝撃吸収体７６は、上
記第１の実施の形態で説明した衝撃吸収体６と同様に、
天然ゴムによりリング状に成形され、外側に弛みを持た
せた弛み部７６ａと、下側固定部７６ｂと、上側固定部
７６ｃとから構成されている。そして、上記下側固定部
７６ｂは、上記一方のストッパ部７４の外周面に図示し
ないボルトにより固定されてなり、上記上側固定部７６
ｃは、上記他方のストッパ部７５の外周面に図示しない
ボルトにより固定されている。すなわち、上記他方の衝
撃吸収体７６は、上記一方のストッパ部７４の外周面か
ら上記他方のストッパ部７５の外周面に亘って、該一方
及び他方のストッパ部７４，７５の外周面を覆うように
固定されている。なお、この第３の実施の形態に係る免
震装置７０でも、上記第１又は第２の実施の形態で説明
した免震装置１，２０と同様に、上記球体７２の転動
と、上記他方の衝撃吸収体７６の伸張と、上記一方及び
他方の弾性体７８，７９の圧縮により、良好な免震効果
を得ることができる。特に、この第３の実施の形態に係
る免震装置７０は、上記他方の衝撃吸収体７６が上記一
方のストッパ部７４の外周面から上記他方のストッパ部
７５の外周面に亘って固定されているので、該他方の衝
撃吸収体７６を構成する上記弛み部７６ａの弛みをより
大きく確保した場合であっても免震装置７０全体が大型
化することがない。

【００３２】なお、上記第２の実施の形態に係る免震装
置２０は、それぞれ硬度の異なる第１乃至第３の衝撃吸
収体２４，２５，２６を本発明を構成する他方の衝撃吸
収体として構成したが、必ずしも上記の形態である必要
はなく、該他方の衝撃吸収体の数は２つでもよく、４つ
以上であってもよい。また、このように他方の衝撃吸収
体を複数の衝撃吸収体として構成する場合は、それぞれ
が全て同じ硬度のゴムで成形される一方、中途部に形成
される弛み部の長さ（弛みの許容範囲）を適宜変更した
ものを使用してもよい。また、本発明に係る他方の衝撃
吸収体を構成する弛み部は、必ずしも一つ形成されてい
るものに限らず、例えば蛇腹状に複数形成されているも
のであっても良い。また、上記他方の衝撃吸収体は、必
ずしもボルトによって固定しなければならないというも
のではなく、接着剤による固定であってもよく、接着剤
で接着したあとに締結部材を嵌着してもよい。

【００３３】また、上記各実施の形態に係る免震装置
１，２０，７０では、何れも下部支承板（符号は省略す
る。）及び上部支承板の形状が円盤状に成形されている
ものとして説明したが、これら下部支承板及び上部支承
板は必ずしも円盤状に成形されている必要はなく、方形
状又は多角形状に成形されているものであっても良い。
また、本発明を構成するストッパ部についても、上記実
施の形態においては、下部支承板の上面と上部支承板の
下面の双方に固定されているものを図示して説明した
が、少なくとも他方の衝撃吸収体を下部支承板の外周面
から上部支承板の外周面に固定される構成とする場合に
は、必ずしも下部支承板と上部支承板との双方に固定さ
れている必要はなく、何れか一方に固定されていれば良
い。さらに、上記実施の形態においては、こうしたスト
ッパ部が、下部支承板や上部支承板に設けられた溝部内
に嵌合された構成を図示して説明したが、本発明を構成
するストッパ部は、下部支承板の上面及び／又は上部支
承板の下面に溶接されてなるものであっても良い。

【００３４】上述した本発明の各実施の形態に係る免震
装置の説明からも明らかなように、先ず第１の発明（請
求項１記載の発明）に係る免震装置及び第４の発明（請
求項４記載の発明）に係る軽重量構造物の免震構造で
は、ストッパ部の内周面には、一方の衝撃吸収体が固定
されてなるとともに、下部支承板の外周から上記上部支
承板の外周には、ほぼ筒状に成形された他方の衝撃吸収
体が固定されてなることから、建物の敷地面積その他の
原因により下部支承板及び上部支承板の面積をやや小さ
いものとし、予想される地震の振幅ストロークに対応で
きる一定の範囲又は限界を設けた場合であっても、スト
ッパ部と球体との衝撃又は衝撃音の発生を有効に低減す
ることができる。また、こうした効果を実現する上記一
方及び他方の衝撃吸収体は、それぞれ免震装置自体の構
成要素であり、従来のダンパーのような免震装置とは別
体として、該免震装置の取付箇所とは異なる箇所に取り
付けられるものではないとともに、複数のバネによるも
のでもないので、施工が極めて簡単であり、工期の著し
い延長を招くことがなく、価格も抑制することができ
る。また、上記他方の衝撃吸収体は、ほぼ筒状に成形さ
れており上記下部支承板と上部支承板との隙間を覆って
いるので、球体が転動する下部支承板の上面に石や砂或
いは塵埃等が侵入し、スムーズな球体の転動を妨げる原
因となることも有効に防止することができる。

【００３５】さらに、第１の発明（請求項１記載の発
明）に係る免震装置及び第４の発明（請求項４記載の発
明）に係る軽重量構造物の免震構造では、他方の衝撃吸
収体には、周回り方向に弛み部が形成されてなることか
ら、地震の振幅ストロークがこの弛み部の弛み範囲内で
ある場合には、この他方の衝撃吸収体を介して構造物側
に荷重がかからない。したがって、少なくともこの弛み
の範囲内（地震の振幅ストロークが短い場合）であれ
ば、全く地震の震動は構造物に伝わることがなく有効に
免震することができる。

【００３６】

【００３７】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
に係る免震装置では、他方の衝撃吸収体は、最も内側に
配設されてなりゴムにより一体成形された第１の衝撃吸
収体と、この第１の衝撃吸収体の外側に配設され該第１
の衝撃吸収体よりも硬度の高いゴムにより一体成形され
てなる第２の衝撃吸収体と、この第２の衝撃吸収体の外
側に配設され該第２の衝撃吸収体よりもさらに硬度が高
いゴムにより一体成形されてなる第３の衝撃吸収体と、
から構成されてなることから、地震の振幅ストロークが
短い場合には、小さな荷重しか構造物にかけず、振幅ス
トロークが長い場合には、比較的大きな荷重を構造物に
かけるものであることから、前記各発明の効果に加え
て、球体とストッパ部との衝撃をスムーズに吸収し緩和
させることができる。

【００３８】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
に係る免震装置では、他方の衝撃吸収体は、前記ストッ
パ部の外周面に固定されてなることから、該衝撃吸収体
の弛み幅を広く確保した場合でも、装置全体が大型化す
ることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る免震
装置を用いた免震構造を示す斜視図である。

【図２】図２は、第１の実施の形態に係る免震装置を示
す側面図である。

【図３】図３は、第１の実施の形態に係る免震装置を示
す側断面図である。

【図４】図４は、下部支承板が振幅し、衝撃吸収体が伸
張された状態を示す側断面図である。

【図５】図５は、第２の実施の形態に係る免震装置を示
す側断面図である。

【図６】図６は、下部支承板が振幅し、第１乃至第３の
衝撃吸収体が伸張された状態を示す側断面図である。

【図７】図７は、第１の実施の形態に係る免震装置の地
震動による球体の変位量とこの球体に支持されている構
造物にかかる荷重との関係を示すグラフである。

【図８】図８は、第１乃至第３の衝撃吸収体の力学的特
性を示すグラフである。

【図９】図９は、第１乃至第３の衝撃吸収体が伸張した
ときに、球体に支持されている構造物にかかる荷重を示
すグラフである。

【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る免震装置
を示す側断面図である。

【符号の説明】

１免震装置２下部支承板３上部支承板５球体６他方の衝撃吸収体６ａ樽右部６ｂ下側固定部６ｃ上側固定部７一方のストッパ部８一方の衝撃吸収体９他方のストッパ部１０一方の衝撃吸収体１１一方の締結部材１２ボルト１３他方の締結部材１４ボルト２０免震装置２１下部支承板２２球体２３上部支承板２４第１の衝撃吸収体２４ａ第１の弛み部２４ｂ第１の下側固定部２４ｃ第１の上側固定部２５第２の衝撃吸収体２５ａ第２の弛み部２５ｂ第２の下側固定部２５ｃ第２の上側固定部２６第３の衝撃吸収体２６ａ第３の弛み部２６ｂ第３の下側固定部２６ｃ第３の上側固定部２６第３の衝撃吸収体２８一方のストッパ部２９一方の衝撃吸収体３０他方のストッパ部３１一方の衝撃吸収体３２一方の締結部材３３他方の締結部材７０免震装置７１下部支承板７２球体７３上部支承板７４一方のストッパ部７５他方のストッパ部７６他方の衝撃吸収体７６ａ弛み部７６ｂ下側固定部７６ｃ上側固定部７８一方の衝撃吸収体７９一方の衝撃吸収体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤側に固定される下部支承板と、この
下部支承板上に転動可能に戴置されてなる球体と、この
球体に支持されてなり該球体を挟んで上記下部支承板の
上方に固定され軽重量構造物側に固定される上部支承板
と、上記下部支承板の上面及び／又は上部支承板の下面
に形成されてなるとともに上記球体を囲むリング状のス
トッパ部と、このストッパ部の内周面に固定されゴム又
は弾性発泡体からなるとともにリング状に成形された一
方の衝撃吸収体と、を備えてなり、上記下部支承板の外周面から上記上部支承板の外周面に
は、ほぼ筒状に成形され、周回り方向に弛み部が形成さ
れた他方の衝撃吸収体が固定されてなることを特徴とす
る免震装置。
【請求項２】前記他方の衝撃吸収体は、最も内側に配
設されてなりゴムにより一体成形された第１の衝撃吸収
体と、この第１の衝撃吸収体の外側に配設され該第１の
衝撃吸収体よりも硬度の高いゴムにより一体成形されて
なる第２の衝撃吸収体と、この第２の衝撃吸収体の外側
に配設され該第２の衝撃吸収体よりもさらに硬度が高い
ゴムにより一体成形されてなる第３の衝撃吸収体と、か
ら構成されてなることを特徴とする請求項１記載の免震
装置。
【請求項３】前記他方の衝撃吸収体は、前記ストッパ
部の外周面に固定されてなることを特徴とする請求項１
又は２記載の免震装置。
【請求項４】前記請求項１乃至３記載の免震装置の何
れかが設けられてなることを特徴とする軽重量構造物の
免震構造。