JP4472859B2 - 転がり免震装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり免震装置に関する。
【０００２】
【関連する技術】
建物などに用いられる免震装置の一つして、上下の免震皿間に球体を介設した転がり免震装置が知られており、この転がり免震装置において、図１０に示すように、上下の免震皿５２，５３間に、免震皿連結材５４が、球体５５の転動を許容する態様において介設されているものがある。この免震皿連結材５４は、上部免震皿５２を水平一方向にのみ往復移動可能にレール式５６，５７でスライドガイドすると共に、下部免震皿５３を前記方向とは直交する水平一方向にのみ往復移動可能にレール式５６，５８でスライドガイドし、そして、上下の免震皿５２，５３が上下方向に一定以上離反してしまうのを規制するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この転がり免震装置５１では、例えば、この免震装置５１を建物の基礎と基礎上の上部構造物との間に介設し、下部免震皿５３を基礎に、上部免震皿５２を上部構造物に取り付けて用いた場合に、地震などにより、図１１に示すように、上部構造物と基礎とがねじれを起こした直後に免震皿５２と免震皿連結材５４とが水平方向に相対移動を開始しようとすると、免震皿５２のレール摺動部５７，５７の端部が免震皿連結材５４のレール５６にかみこんでそのような移動を妨げられ、免震が機能しない事態を生じさせてしまう可能性があるという問題がある。このような事態は、特に、ねじれが大きいような場合に起こりやすい。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、地震などにより、ねじれ直後に免震皿と免震皿連結材とが水平方向に相対移動を開始しようというような場合であっても、免震皿と免震皿連結材とにかみこみを生じさせずにスムーズに相対移動を開始させて免震することができる構造の転がり免震装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、上下の免震皿と、
免震皿間に介設された球体と、
上下の免震皿の間に球体の転動を許容する態様において介設され、上下いずれか一方の免震皿を水平一方向にのみ往復移動可能にレール式でスライドガイドすると共に、上下もう一方の免震皿を前記方向とは交差する水平一方向にのみ往復移動可能にレール式でスライドガイドし、かつ、上下の免震皿が上下方向に一定以上離反してしまうのを規制する免震皿連結材と、
が備えられた転がり免震装置において、
上下いずれか一方又は両方の免震皿のレール摺動部が直線状をしており、この直線状摺動部が、免震皿連結材のレールの端部位置よりも外方に突出していることを特徴とする転がり免震装置によって解決される。
【０００６】
この転がり免震装置では、免震皿のレール摺動部が直線状をしており、この直線状摺動部が、免震皿連結材のレールの端部位置よりも外方に突出しているから、地震などにより、ねじれ直後に免震皿と免震皿連結材とが水平方向に相対移動を開始しようというような場合であっても、免震皿のレール摺動部の端部が免震皿連結材のレールにかみこむことはなく、そのため、免震皿と免震皿連結材との相対移動をスムーズに開始させて確実に免震することができる。
【０００７】
特に、免震皿の直線状レール摺動部が免震皿連結材のレールの端部位置よりも外方にある程度大きく突出している場合には、ねじれ直後の免震皿と免震皿連結材との相対移動開始時のみならず、免震皿と免震皿連結材との相対移動の最中にねじれが起きた場合でも、免震皿のレール摺動部の端部が免震皿連結材のレールにかみこまず、より確実に免震を効かせることができる。
【０００８】
また、上記の課題は、上下いずれか一方又は両方の免震皿のレール摺動部が直線状をしており、この直線状摺動部の端部は、免震皿連結材のレールの端部又はそれよりも内方に位置しており、かつ、この直線状摺動部の端部は、カドをとられていることを特徴とする転がり免震装置によっても解決することができる。
【０００９】
この転がり免震装置では、ねじれによって、免震皿のレール摺動部の端部が免震皿連結材のレールに強く当接し、その状態で免震皿と免震皿連結材とが水平方向に相対移動を起こそうとしても、免震皿のレール摺動部の端部は、カドをとられているので、この端部が免震皿連結材のレールにかみこむことはなく、そのため、免震皿と免震皿連結材との相対移動をスムーズに開始させて確実に免震することができる。
【００１０】
特に、この場合には、地震などにより、免震皿と免震皿連結材とが水平方向に往復して相対移動している最中にねじれが起きても、免震皿のレール摺動部の端部は免震皿連結材のレールにかみこまず、免震中に突然免震の効きが悪くなるあるいは効かなくなるというようなことも防ぐことができる。
【００１１】
また、上記の課題は、上下いずれか一方又は両方の免震皿のレール摺動部が、外に凸の円弧状をしており、この円弧状レール摺動部が免震皿連結材のレールにスライド可能に嵌合されていることを特徴とする転がり免震装置によっても解決することができる。
【００１２】
この転がり免震装置では、免震皿のレール摺動部が直線状をしてその端部がカドをとられている上記の場合と同様に、ねじれ直後の免震皿と免震皿連結材との相対移動開始時はもとより、免震皿と免震皿連結材との相対移動の最中にねじれが起きた場合であっても、レール摺動部は、外に凸の円弧状をしているので、免震皿連結材のレールにかみこまず、そのため、免震皿と免震皿連結材とをねじれ発生の有無にかかわらずスムーズに相対移動させることができて、確実に免震することができる。
【００１３】
とりわけ、レール摺動部が外に凸の円弧である場合は、ねじれを吸収し、あるいは、ある程度吸収し、免震皿のレール摺動部が免震皿連結材のレール部に強く当接するということ自体が起らず、そのため、免震皿と免震皿連結材との相対移動をスムーズに開始させて確実に免震することができる。
【００１４】
また、上記の各転がり免震装置において、上下の免震皿のうちのいずれか一方又は両方が、免震皿連結材の側方に突出し、この側方突出部が上部構造物又は下部構造物への取付け部となっている場合は、上部構造物と下部構造物との間への転がり免震装置の取付け作業において、上下の免震皿を水平方向に相対変位させることなく免震皿を対応する上及び／又は下の構造部に取り付けることができ、免震装置の取付けを容易に行うことができる。
【００１５】
特に、上下の免震皿がともに免震皿連結材の側方に突出し、これら側方突出部が上下の構造部への取付け部となっている場合は、転がり免震装置を、上下の免震皿を一切水平方向に相対変位させずに取り付けることができ、転がり免震装置の取付けを容易に行うことができる。
【００１６】
とりわけ、上下の免震皿の両方であるかいずれか一方であるかを問わず、免震皿のレール摺動部が直線状をしており、この直線状摺動部が、免震皿連結材のレールの端部位置よりも外方に突出していることとの組み合わせにおいて、この突出部を上部構造物又は下部構造物への取付け部にも利用している構造の場合には、免震皿を側方に突出させることで、免震を確実なものにすることができながら、取付けも容易に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を、建物に用いられる転がり免震装置に適用した場合の実施形態について図面をもとに説明する。
【００１８】
図１乃至図３に示す第１実施形態の転がり免震装置１において、２，３は上下の免震皿、５は球体、４は免震皿連結材である。
【００１９】
上下の免震皿２，３は、それぞれ平面視長方形状をしており、下部免震皿３の上面中央部と上部免震皿２の下面中央部とにそれぞれ、球体５を受ける円錐状の凹所２ａ，３ａが形成されている。球体５は例えば鋼球などからなる。なお、凹所２ａ，３ａは球面状をしていてもよい。
【００２０】
免震皿連結材４は、一辺の長さ寸法を概ね免震皿２，３の短辺の長さ寸法とする平面視正方形状のものからなり、上下の免震皿２，３間に介設され、その面内中央部に、上下の免震皿２，３間での球体５の転動を許容する円形の孔４ａが備えられている。
【００２１】
この免震皿連結材４には、その上面側において、対の対向辺のそれぞれから幾分上方に立ち上がって内向きに突出する直線状のレール４ｂ，４ｂが形成されると共に、同じくこの連結材４の下面側において、上記の対の対向辺とは直交する側の対の対向辺のそれぞれから下方に立ち下がって内向きに突出する直線状のレール４ｂ，４ｂが形成されている。
【００２２】
そして、上部免震皿２の２つの長辺部にはそれぞれ全長にわたって側方に突出する直線状のレール摺動部２ｂ，２ｂが形成され、また、下部免震皿３の２つの長辺部にもそれぞれ全長にわたって同じく側方に突出する直線状のレール摺動部３ｂ，３ｂが形成されている。
【００２３】
上下の免震皿２，３と免震皿連結材４とは、上下の免震皿２，３を互いに直交する方向に向け、上部免震皿２のレール摺動部２ｂ，２ｂを免震皿連結材４の上面側のレール４ｂ，４ｂにスライド嵌合させると共に、下部免震皿３のレール摺動部３ｂ，３ｂを免震皿連結材４の下面側のレール４ｂ，４ｂにスライド嵌合させることで、上部免震皿２が免震皿連結材４に対して水平一方向にのみスライドして往復移動し、下部免震皿３が前記方向とは直交する水平一方向にのみ往復移動するようになされ、かつ、レール４ｂ…とレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂとの係合作用で上下の免震皿２，３が免震皿連結材４を介して上下方向に一定以上離反しないよう連結されている。
【００２４】
この連結状態において、免震装置１は、上下の免震皿２，３の交差によって平面視十字状をなし、上部免震皿２の各直線状レール摺動部２ｂ，２ｂの両端が免震皿連結材４のレール４ｂ，４ｂの端部位置よりも外方に突出し、下部免震皿３の各直線状レール摺動部３ｂ，３ｂについても同様にその両端が免震皿連結材４のレール４ｂ，４ｂの端部よりも外方に突出している。
【００２５】
そして、上下の各免震皿２，３には、免震皿連結材４よりも側方に突出する部分において、取付け部としての孔２ｃ…，３ｃ…が形成され、この部分を建物の基礎９と上部構造物１０とに取り付けることができるようになっている。
【００２６】
なお、上下の免震皿２，３にはそれぞれ、大きな水平振動で免震装置１が分解を起こさないよう、水平方向に一定以上スライドするとそれ以上のスライドが規制されるようにするためのスライド規制材２ｄ，３ｄが、球体受け凹所２ａ，３ａの両側に、取付け部２ｃ…，３ｃ…よりも内側に位置して備えられている。
【００２７】
上記の免震装置１では、基礎９と上部構造物１０との間への設置の施工を例えば次のようにしてきわめて容易に行うことができる。即ち、上下の免震皿２，３と球体５と免震皿連結材４とを互いに組み合わせた転がり免震装置１を下部構造物としての基礎９と上部構造物１０との間に設置し、基礎９からのアンカーボルトを下部免震皿３の取付け孔３ｃ，３ｃに通してナットでボルト接合すると共に、上部構造物１０と上部免震皿２とをボルトとナットでボルト接合する。
【００２８】
上下の免震皿２，３はそれぞれ、その長手方向の両端が免震皿連結材４よりも側方に突出しており、この突出部分に取付け孔２ｃ…，３ｃ…が設けられているので、接合に際しては、免震皿連結材４を側方にスライド変位させたり、上部免震皿２を側方にスライド変位させたりしなくても、ボルト接合することができる。
【００２９】
とりわけ、上部構造物１０への上部免震皿２のボルト接合においては、上部免震皿２を側方にスライドさせなくても上部構造物１０とボルト接合することができるから、このボルト接合において、上部構造物１０を側方に変位させる必要がなく、上部免震皿２と上部構造物１０との接合を大掛かりなことを行うことなく極めて容易に行うことができる。
【００３０】
即ち、言うまでもないが、図１０に示す転がり免震装置５１では、上下の免震皿５２，５３が免震皿連結材５４よりも側方に突出していない構造であるため、下部免震皿５３と基礎とのボルト接合については、下部免震皿５３の取付け孔５３ｃ…の上方には免震皿連結材５４が存在しており、そのため、免震皿連結材５４を側方にスライド変位させて除けなければ、下部免震皿５３と基礎とをボルト接合することができない。また、上部免震皿５２と上部構造物とのボルト接合については、上部免震皿５２の取付け孔５２ｃ…の下方には免震皿連結材４が存在しており、そのため、上部免震皿５２を側方にスライド変位させ、なおかつ上部構造物をそれに合わせて側方に変位さらなければ、上部免震皿２と上部構造物とをボルト接合することができない。本実施形態での免震装置１では、そのようなスライドや変位をさせることなく、基礎や上部構造物への接合を行うことができる。
【００３１】
上記のようにして建物に設置された転がり免震装置１では、図３に示すように、地震などにより、ねじれ直後に免震皿２，３と免震皿連結材４とが水平方向に相対移動を開始しようというような場合であっても、免震皿２，３の直線状レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが、免震皿連結材４のレール４ｂ…の端部位置よりも外方に突出しているので、免震皿２，３のレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂの端部が免震皿連結材４のレール４ｂ…にかみこむことはなく、そのため、免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動をスムーズに開始させて確実に免震することができる。
【００３２】
特に、免震皿２，３の直線状レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂは、免震皿連結材４のレール４ｂ…の端部位置よりも外方に「ある程度大きく突出」しているので、ねじれ直後の免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動開始時のみならず、免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動の最中にねじれが起きても、免震皿２，３のレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂの端部が免震皿連結材４のレール４ｂ…にかみこむことがなく、より確実に免震を効かせることができる。「ある程度大きく突出」とは、想定する最大の水平振動が起こってもなお、直線状レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが免震皿連結材４のレール４ｂ…の端部位置よりも外方に突出している状態を維持するような大きさの突出を意味することは言うまでもない。
【００３３】
なお、図示しないけれども、免震をより確実なものにするため、免震皿連結材４のレール４ｂ，４ｂの両端部は、面取りや丸みをつけるなどすることによって、カドをとられているのがよい。
【００３４】
図４及び図５に示す第２実施形態の転がり免震装置１は、上下の免震皿２，３が、免震皿連結材４と同じ平面視正方形状をしており、その平面サイズも免震皿連結材４と概ね同じものである点で、図１０の免震装置１と共通している。ただ、本実施形態の転がり免震装置１では、免震皿連結材４のレール４ｂ…の長さ寸法が免震皿連結材４の辺の長さ寸法よりも短く、かつ、これらレール４ｂ…が辺の中間部ないしは中央部に備えられている点で相違している。これにより、この転がり免震装置１では、上下の免震皿２，３の直線状摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが、免震皿連結材４のレール４ｂ…の端部位置よりも外方に突出するようになされている。
【００３５】
本実施形態の転がり免震装置１においても、第１実施形態の転がり免震装置の場合と同様に、免震皿２，３の直線状摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが、免震皿連結材４のレール４ｂ…の端部位置よりも外方に突出しているので、図５に示すように、地震などにより、ねじれ直後に免震皿２，３と免震皿連結材４とが水平方向に相対移動を開始しようというような場合であっても、免震皿２，３のレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂ端部が免震皿連結材４のレール４ｂ…にかみこむことはなく、そのため、免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動をスムーズに開始させて確実に免震することができる。また、免震皿２，３の直線状レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂは、免震皿連結材４のレール４ｂ…の端部位置よりも外方に「ある程度大きく突出」しているので、免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動の最中にねじれが起きても、レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂの端部がレール４ｂ，４ｂ…にかみこむこともなく、より確実に免震を効かせることができる。なお、図示しないけれども、免震をより確実なものにするため、免震皿連結材４のレール４ｂ，４ｂの両端部は、面取りや丸みをつけるなどすることによって、カドをとられているのがよい。
【００３６】
図６及び図７に示す第３実施形態の転がり免震装置１は、上下の免震皿２，３が、免震皿連結材４と同じ平面視正方形状をしており、その平面サイズも免震皿連結材４と概ね同じものである点で、図１０の免震装置１と共通している。ただ、本実施形態の転がり免震装置１では、上下の免震皿２，３の直線状レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂの端部２ｅ，３ｅが、面取りやあるいは図示するように丸みをつけるなどすることによって、カドをとられている。
【００３７】
本実施形態の転がり免震装置１では、ねじれによって、免震皿２，３のレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂの端部が、免震皿連結材４のレール４ｂ…に強く当接し、その状態で免震皿２，３と免震皿連結材４とが水平方向に相対移動を起こそうとしても、免震皿２，３のレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂの端部２ｅ，３ｅは、カドをとられているので、この端部２ｅ，３ｅが免震皿連結材４のレール４ｂ…にかみこむことはなく、免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動をスムーズに開始させることができるし、また、免震皿２，３と免震皿連結材４とが水平方向に往復して相対移動している最中にねじれが起きてもかみこみを生じず、確実に免震することができる。なお、図示しないけれども、免震をより確実なものにするため、免震皿連結材４のレール４ｂ，４ｂの両端部についても、面取りや丸みをつけるなどすることによって、カドをとられているのがよい。
【００３８】
図８及び図９に示す第４実施形態の転がり免震装置１は、上下の免震皿２，３が平面視円形状のものからなり、レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが、外に凸の円弧をしている。この円弧状レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが免震皿連結材４のレール４ｂ…にスライド可能に嵌合されている。また、上下の免震皿２，３には、短円筒状のスライド規制部２ｄ，３ｄが備えられている。
【００３９】
この転がり免震装置１においても、ねじれ直後の免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動開始時はもとより、免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動の最中にねじれが起きた場合であっても、レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂは、外に凸の円弧状をしているので、免震皿連結材４のレール４ｂ…にかみこまず、そのため、免震皿２，３と免震皿連結材４とをねじれ発生の有無にかかわらずスムーズに相対移動させることができて、確実に免震することができる。
【００４０】
特に、本実施形態では、レール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが外に凸の円弧をしているので、ねじれを吸収し、あるいは、ある程度吸収し、免震皿２，３のレール摺動部２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂが免震皿連結材４のレール部４ｂ…に強く当接するということ自体が起らず、そのため、免震開始時や免震中などにおいて免震皿２，３と免震皿連結材４との相対移動をスムーズにものにして確実に免震することができる。
【００４１】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上部免震皿２と免震皿連結材４とのスライド連結機構として、上記の第１乃至第４のいずれかの機構を採用すると共に、下部免震皿３と免震皿連結材４とのスライド連結機構として、上部免震皿の側とは異なる上記の第１乃至第４のいずれかの機構を採用するなど、上下で異なるスライド機構を採用した転がり免震装置に構成してもよい。また、スライドをスムーズなものにするため、ローラーなどとの組合せにおいてスライド機構を採用するようにしてもよい。また、第４実施形態の転がり免震装置１の変形例として、免震皿２，３は、これを全周円弧にするのではなく、周方向の一部のみを円弧ないしは円弧状とする構成としてもよい。また、本発明の転がり免震装置は建物に限らず、各種構造物の免震に広く用いることができるものであることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、地震などにより、ねじれ直後に免震皿と免震皿連結材とが水平方向に相対移動を開始しようというような場合であっても、免震皿と免震皿連結材とにかみこみを生じさせずにスムーズに相対移動を開始させて免震することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の転がり免震装置を示す分解斜視図である。
【図２】図（イ）は断面側面図、図（ロ）は免震時の断面側面図である。
【図３】図（イ）（ロ）はそれぞれ免震時の断面平面図である。
【図４】第２実施形態の転がり免震装置を示す分解斜視図である。
【図５】図（イ）（ロ）はそれぞれ免震時の断面平面図である。
【図６】第３実施形態の転がり免震装置を示す分解斜視図である。
【図７】図（イ）（ロ）はそれぞれ免震時の断面平面図である。
【図８】第３実施形態の転がり免震装置を示す分解斜視図である。
【図９】図（イ）（ロ）はそれぞれ免震時の断面平面図である。
【図１０】本発明と関連する転がり免震装置を示す分解斜視図である。
【図１１】その免震時の断面平面図である。
【符号の説明】
１…転がり免震装置
２…上部免震皿
２ｂ…レール摺動部
２ｃ…取付け孔（取付け部）
２ｅ…丸み
３…下部免震皿
３ｂ…レール摺動部
３ｃ…取付け孔（取付け部）
３ｅ…丸み
４…免震皿連結材
４ｂ…レール
５…球体

Claims (1)

1. 上下の免震皿と、
   免震皿間に介設された球体と、
   上下の免震皿の間に球体の転動を許容する態様において介設され、上下いずれか一方の免震皿を水平一方向にのみ往復移動可能にレール式でスライドガイドすると共に、上下もう一方の免震皿を前記方向とは交差する水平一方向にのみ往復移動可能にレール式でスライドガイドし、かつ、上下の免震皿が上下方向に一定以上離反してしまうのを規制する免震皿連結材と、
   が備えられた転がり免震装置において、
   上下両方の免震皿のレール摺動部がそれぞれ直線状をしており、これらの直線状摺動部が、免震皿連結材のレールの端部位置よりも外方に突出しており、かつ、
   該突出により、上下の免震皿のいずれもが免震皿連結材の側方に突出し、上免震皿の側方突出部を上部構造物への取付け部としていると共に、下免震皿の側方突出部を下部構造物への取付け部としていることを特徴とする転がり免震装置。

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