JPH09235909A - 免震方法及びこれを実現する免震装置並びに この免震装置を持つ構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は上記上下一対の球支承板とその間の
球とを有する免震装置に於て、上下方向を主とする震動
及び水平方向を主とする震動をより良好に減衰すること
を主要な目的とする。 【構成】 土台と基礎２２との間に位置し、震動源から
の震動を減衰する免震装置１であって、当該免震装置１
は上下の球支承板と、当該上下の球支承板の間に挟持さ
れている球とを有し、上記上下の球支承板の各々には、
周囲から中心に向かってじょうご状に傾斜した球転動面
１５が形成され、上記上下の球転動面１５で一対を成す
球転動面１５間に上記球が一個位置する免震装置１に於
て、上記免震装置１は、上記上下一対の球転動面１５が
上記上下の球支承板に対して複数対形成され、これら複
数対の球転動面１５の各々一対の球転動面１５間に球状
弾性体の弾性球９が位置せしめられることで水平方向に
複数の弾性球９が有され、而も上記上下の球支承板と複
数の弾性球９とが上下方向Ｚで交互に位置する状態とな
るよう多層に構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は免震方法及びこれを実現
する免震装置並びにこの免震装置を持つ構造物に係り、
更に詳しくは、球及びこの球を挟持する球支承板を利用
して地盤等の震動源からの震動を減衰する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、地震等の震動源からの震動
が地盤上等の構造物に伝達されることを防止する為に、
上記地盤からの震動を減衰する免震装置が種々提案され
ている。その１例として、特公昭５４−１０１６７号公
報に示された免震装置がある。具体的には、土台と基礎
との間に免震装置が位置し、上記免震装置は上記土台及
び基礎のそれぞれに固定された上下の球支承板と、当該
上下の球支承板の間に挟持された球とを有し、上記上下
の球支承板の各々には、周囲から中心に向かってじょう
ご状に傾斜した球転動面がそれぞれ形成され、上記上下
の球転動面で一対を成す球転動面間に上記球が位置する
ものであった。そして、上記従来の免震装置では上記上
下の球支承板が一対のみであって、このただ一対の球支
承板間に上記球が一個だけ位置しているものであった。
即ち、１つの免震装置は、上下一対の球支承板と一個の
球とだけを有するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】所で、上記免震装置の
動きに着目すると、上下方向を主とする震動が伝達され
てきたとき、上記上下の球支承板間に挟持された球が圧
縮及び復元を繰り返すことで上記上下方向を主とする震
動が吸収され減衰される。また、水平方向を主とする震
動が伝達されてきたとき、上記下の球支承板は震動に従
う水平移動をすると共に、上の球支承板は元の静止位置
を維持しようとする水平移動をし、これら上下の球支承
板の水平移動によって上記水平方向を主とする震動が吸
収され減衰されるものである。そして、上記免震装置
は、上記震動を減衰させる為に、建物等の構造物を支え
た上で動き得る構成をもつものであった。

【０００４】しかしながら、上記免震装置は、１つの免
震装置につきただ一個の球で構造物を支える構成と成さ
れていた為に、上記一個の球に構造物の荷重が集中して
かかってしまうものであった。この為に上下方向を主と
する震動では、一個の球のみで上下方向を主とする震動
を減衰しなければならなくなり、球の復元が行なわれに
くく、上下方向を主とする震動に対する減衰が早期に行
なわれにくかったと共に、水平方向を主とする震動で
は、一個の球に集中荷重がかかった状態で上記上下の球
支承板が水平移動しなければならなくなり、この水平移
動がスム−ズに行なわれにくく、水平方向を主とする震
動に対する減衰が良好に行なわれにくかった。また、上
記上下一対の球支承板と１個の球だけでは、上記上の球
支承板と下の球支承板との間の水平方向の動き幅が比較
的小さく、比較的大きな水平方向を主とする震動に対応
することが難しかった。

【０００５】従って、本発明の目的とする所は、上記上
下一対の球支承板とその間の球とを有する免震装置に於
て、上下方向を主とする震動及び水平方向を主とする震
動をより良好に減衰する技術に関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明は次の技術的手段を有する。即ち、実施例に
対応する添付図面中の符号を用いてこれを説明すると、
本発明は震動源からの震動を減衰する免震方法であっ
て、土台と基礎２２との間に位置する上下の球支承板間
に挟持された球が、上記上下の球支承板に押圧されて圧
縮され、当該圧縮された球が元の球状態に戻ろうとする
ことで震動を減衰すると共に、上記球に対して通常位置
から何れの方向にも水平移動し、当該水平移動した上下
の球支承板が元の位置に戻ろうとすることで震動を減衰
する免震方法に於て、上記免震方法は、水平平面内で多
数、且つ上下方向Ｚで多層に位置する複数の球状弾性体
の弾性球９のそれぞれが圧縮及び復元することによって
震動を減衰させると共に、上記複数の弾性球９を各層間
に挟持する多層の球支承板のそれぞれが、接する弾性球
９に対して水平移動及び復元することによって震動を減
衰させることを特徴とする免震方法である。

【０００７】また、土台と基礎２２との間に位置し、震
動源からの震動を減衰する免震装置１であって、当該免
震装置１は上下の球支承板と、当該上下の球支承板の間
に挟持されている球とを有し、上記上下の球支承板の各
々には、周囲から中心に向かってじょうご状に傾斜した
球転動面１５が形成され、上記上下の球転動面１５で一
対を成す球転動面１５間に上記球が一個位置する免震装
置１に於て、上記免震装置１は、上記上下一対の球転動
面１５が上記上下の球支承板に対して複数対形成され、
これら複数対の球転動面１５の各々一対の球転動面１５
間に球状弾性体の弾性球９が位置せしめられることで水
平方向に複数の弾性球９が有され、而も上記上下の球支
承板と複数の弾性球９とが上下方向Ｚで交互に位置する
状態となるよう多層に構成されていることを特徴とする
免震装置である。

【０００８】また、震動源からの振動を減衰する為の免
震装置１を持つ構造物であって、上記免震装置１は土台
と基礎２２との間に位置すると共に、上下の球支承板
と、当該上下の球支承板の間に挟持された球とを有し、
上記上下の球支承板の各々には、周囲から中心に向かっ
てじょうご状に傾斜した球転動面１５がそれぞれ形成さ
れ、上記上下の球転動面１５で一対を成す球転動面１５
間に上記球が一個位置する構造物に於て、上記構造物の
免震装置１は、上記上下一対の球転動面１５が上記上下
の球支承板に対して複数対形成され、これら複数対の球
転動面１５の各々一対の球転動面１５間に球状弾性体の
弾性球９が位置せしめられることで水平方向に複数の弾
性球９が有され、而も上記上下の球支承板と弾性球９と
が上下方向Ｚで交互に位置するよう多層に構成されてい
ることを特徴とする免震装置を持つ構造物である。

【０００９】また、震動源からの震動を減衰する免震方
法であって、土台と基礎２２との間に位置する上下の球
支承板と、当該上下の球支承板間に挾持された球とを有
する震動ユニットの上下の動きで震動を減衰させると共
に、上記球に対して通常位置から何れの方向にも水平移
動し、当該水平移動した上下の球支承板が元の位置に戻
ろうとすることで震動を減衰させる免震方法に於て、上
記免震方法は、上下の球支承板とその間に挾持された複
数の球状硬体の硬球３９とを上下方向Ｚで交互に位置せ
しめて多層と成した震動ユニットＥが、各層の球支承板
の上下方向Ｚの間隔を変えることなく上記土台及び基礎
２２に対して弾発的に上下移動及び復元することで震動
を減衰させると共に、上記多層の球支承板のそれぞれ
が、接する硬球３９に対して水平移動及び復元すること
で震動を減衰させることを特徴とする免震方法である。

【００１０】また、土台と基礎２２との間に位置し、地
盤からの震動を減衰する免震装置３１であって、当該免
震装置３１は上下の球支承板と、当該上下の球支承板の
間に挟持されている球とを有し、上記上下の球支承板の
各々には、周囲から中心に向かってじょうご状に傾斜し
た球転動面１５が形成され、上記上下の球転動面１５で
一対を成す球転動面１５間に上記球が一個位置する免震
装置３１に於て、上記免震装置３１は、上記上下一対の
球転動面１５が複数対形成された上下の球支承板と、上
記複数対の球転動面１５に対応する数だけ上記上下の球
支承板間に挾持された球状硬体の複数の硬球３０と、が
球支承板と硬球３９とを上下方向Ｚで交互に位置せしめ
る状態で多層と成された震動ユニットＥを備え、上記震
動ユニットＥの多層の球支承板は、上記土台側に固定さ
れた上ガイドシリンダ４に対して上下方向Ｚに移動可能
に取り付けられた球支承板と、上記基礎２２側に固定さ
れた下ガイドシリンダ５に対して上下方向Ｚに移動可能
に取り付けられた球支承板と、これら球支承板の間に位
置する球支承板と、に区分され、上記上下のガイドシリ
ンダ４、５の各々に取り付けられた球支承板は、上記上
下のガイドシリンダ４、５の各々に対して気密と成され
ていると共に、上記各ガイドシリンダ４、５と各球支承
板に囲まれるそれぞれの空間が気密な空気室３７、３８
と成され、而も空気室３７、３８と外部とを結ぶように
上下方向Ｚに貫通する空気行戻孔３３Ａ、３３Ｂが形成
されていることを特徴とする免震装置である。

【００１１】また、震動源からの震動を減衰する為の免
震装置３１を持つ構造物であって、上記免震装置３１
は、土台と基礎２２との間に位置し、地盤からの震動を
減衰する免震装置３１であって、当該免震装置３１は上
下の球支承板と、当該上下の球支承板の間に挟持されて
いる球とを有し、上記上下の球支承板の各々には、周囲
から中心に向かってじょうご状に傾斜した球転動面１５
が形成され、上記上下の球転動面１５で一対を成す球転
動面１５間に上記球が一個位置する構造物に於て、上記
構造物の免震装置３１は、上記上下一対の球転動面１５
が複数対形成された上下の球支承板と、上記複数対の球
転動面１５に対応する数だけ上記上下の球支承板間に挾
持された球状硬体の複数の硬球３０と、が球支承板と硬
球３９とを上下方向Ｚで交互に位置せしめる状態で多層
と成された震動ユニットＥを備え、上記震動ユニットＥ
の多層の球支承板は、上記土台側に固定された上ガイド
シリンダ４に対して上下方向Ｚに移動可能に取り付けら
れた球支承板と、上記基礎２２側に固定された下ガイド
シリンダ５に対して上下方向Ｚに移動可能に取り付けら
れた球支承板と、これら球支承板の間に位置する球支承
板と、に区分され、上記上下のガイドシリンダ４、５の
各々に支持された球支承板は、上記上下のガイドシリン
ダ４、５の各々に対して気密と成されていると共に、上
記各ガイドシリンダ４、５と各球支承板に囲まれるそれ
ぞれの空間が気密な空気室３７、３８と成され、而も上
記空気室３７、３８と外部とを結ぶように上下方向Ｚに
貫通する空気行戻孔３３Ａ、３３Ｂが形成されているこ
とを特徴とする免震装置を持つ構造物である。

【００１２】また、他の特徴とする部分は、上記各々の
空気室３７、３８内には、上記シリンダ−に支持された
球支承板と、土台側或いは基礎２２側の受面３６Ａ、３
６Ｂとに接触する弾発性を有する弾性体が配設されてい
ることを特徴とする。

【００１３】また、その他の特徴とする部分は、上記免
震装置１、３１は、上記土台と基礎２２との間に位置
し、且つ全ての方向に傾動可能に取り付けられた複数の
補助免震装置１６を備え、上記補助免震装置１６はショ
ックアブソ−バ１７と当該ショックアブソ−バ１７の周
囲を取り巻いて配設されたコイルバネ１８とから成り、
上記ショックアブソ−バ１７の両端は上記土台及び基礎
２２に対してそれぞれ球つがい式に取り付けられ、上記
土台と基礎２２との間で一方の部材が他方の部材に対し
て摺動する１組の摺動部材から成り、当該１組の摺動部
材に対して上記コイルバネ１８の両端がそれぞれ固定さ
れ、而も上記補助免震装置１６は、上記土台に取り付け
られたショックアブソ−バ１７の一端と、上記基礎２２
に取り付けられた他端とが上記免震装置１の軸線Ｂを中
心として異なる半径上に位置し、且つ上記土台に取り付
けられた複数のショックアブソ−バ１７の内、上記免震
装置１を挟んだ両側にある少なくとも１対のショックア
ブソ−バ１７のそれぞれの一端は上記免震装置１の軸線
Ｂを中心とした同一半径Ｒ上に位置せしめられていると
共に、他端は上記免震装置１の軸線Ｂを中心とした同一
半径Ｔ上に位置せしめられていることを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成により、上記弾性球９を用いた免震装
置１の動きを説明する。先ず、地盤等の震動源から上下
方向Ｚを主とする震動が伝達してきたとき、上記水平方
向に複数、且つ上下方向Ｚに多層に有する弾性球９のそ
れぞれが上下の球支承板に上下方向で押圧されて弾性変
形する。次いで上記弾性変形した複数の弾性球９はそれ
ぞれが復元しようとして上記上下の球支承板を押す。つ
まり、上記複数の弾性球９が弾性変形及び復元を繰り返
すことで上記上下方向Ｚを主とする震動が吸収され、減
衰されてゆくものである。また、地盤等の震動源から水
平方向を主とする震動が伝達してきたとき、上記多層の
球支承板の内、基礎２２と一緒に水平移動する球支承板
は地盤等からの震動に従って水平移動すると共に、上記
基礎２２と一緒に水平移動する球支承板よりも上層の球
支承板は水平移動幅を基礎の水平方向の移動幅よりも小
さくし、静止位置を維持しようとする。次いで上記水平
移動した複数の球支承板は、上記じょうご状の球転動面
１５の中心部に弾性球９が位置しようとする作用でそれ
ぞれの球支承板が元の静止位置に戻ろうとする。つま
り、上記多層と成された複数の球支承板のそれぞれによ
って上記水平方向を主とする震動が吸収され、減衰され
てゆくものである。

【００１５】次に、上記硬球３９を用いた免震装置３１
の動きを説明する。先ず、地盤等の震動源から上下方向
Ｚを主とする震動が伝達してきたとき、上記震動ユニッ
トＥに対して上記下ガイドシリンダ５が上下動する。こ
のとき、上記震動ユニットＥの空気行戻孔３３Ａ、３３
Ｂを通過して空気室３７、３８に空気が出入りし、空気
室３７、３８がクッションとなって上記震動ユニットＥ
が震動を吸収しつつ上下動し、上記上下方向Ｚを主とす
る震動が減衰されてゆくものである。また、地盤等の震
動源から水平方向を主とする震動が伝達してきたとき、
上記多層の球支承板の内、基礎２２と一緒に水平移動す
る球支承板は地盤等からの震動に従って水平移動すると
共に、上記基礎２２と一緒に水平移動する球支承板より
も上層の球支承板は水平移動幅を基礎の水平方向の移動
幅よりも小さくし、静止位置を維持しようとする。次い
で上記水平移動した複数の球支承板は、上記じょうご状
の球転動面１５の中心部に硬球３９が位置しようとする
作用でそれぞれの球支承板が元の静止位置に戻ろうとす
る。つまり、上記多層と成された複数の球支承板のそれ
ぞれによって上記水平方向を主とする震動が吸収され、
減衰されてゆくものである。

【００１６】

【実施例】次に、添付図面に従い本発明の実施例を詳述
する。先ず図１から図７までを参照して第１の実施例を
説明する。２は構造物である建物２１の土台に固定され
た上座板であり、３は基礎２２に固定された下座板であ
って、免震装置１は上記上座板２及び下座板３間に位置
する。上記上座板２及び下座板３には、円筒形状の上ガ
イドシリンダ４及び下ガイドシリンダ５がそれぞれ固定
されていて、上記上下のガイドシリンダ４、５は互いに
間隔を開けて向かい合っている。そして、上記上下のガ
イドシリンダ４、５の周囲にはゴムカバ−６が取り巻か
れている。上記ゴムカバ−６は、伸縮自在の性質を持
つ。

【００１７】そして、上記上下ガイドシリンダ４、５内
部には皿バネ及び球支承板並びに弾性球９が配設されて
いる。上記球支承板は、２つのピストン球支承板と、２
つの遊球支承板とから成る。

【００１８】上記ピストン球支承板は、上ピストン球支
承板１０と下ピストン球支承板１１とに区別される。上
記上ピストン球支承板１０は、上記上ガイドシリンダ４
にガイドされて上下動する。同じく上記下ピスト球支承
板１１は、上記下ガイドシリンダ５にガイドされて上下
動する。

【００１９】上記上ピストン球支承板１０及び下ピスト
ン球支承板１１間には、上記２つの遊球支承板がある。
上記遊球支承板は、第１遊球支承板１２と第２遊球支承
板１３とに区別され、上記上ピストン球支承板１０及び
第１遊球支承板１２間、上記第１遊球支承板１２及び第
２遊球支承板１３間、上記第２遊球支承板１３及び下ピ
ストン球支承板１１間のそれぞれには弾性球９が挟持さ
れている。

【００２０】上記弾性球９を上下方向Ｚから挟持するそ
れぞれの球支承板には球転動面１５が形成されている。
上記球転動面１５は、周囲から中心に向かってじょうご
状に形成された面であって、上下の球支承板のそれぞれ
の球転動面１５で１個の弾性球９を挟持しており、通常
の状態では上記弾性球９が上記球転動面１５の中心部に
位置している。

【００２１】そして、上記それぞれの球支承板に形成さ
れた球転動面１５は複数有する。詳しくは、上記上ピス
トン球支承板１０及び第１遊球支承板１２間には複数の
弾性球９が挟持されていて、これらの弾性球９は、上記
上ピストン球支承板１０及び第１遊球支承板１２が互い
に向かい合う面に形成された球転動面１５間に位置して
いる。また同じく上記第１遊球支承板１２及び第２遊球
支承板１３間には複数の弾性球９が挟持されていて、こ
れらの弾性球９は、上記第１遊球支承板１２及び第２遊
球支承板１３が互いに向かい合う面に形成された球転動
面１５間に位置している。そして同じく上記第２遊球支
承板１３及び下ピストン球支承板１１にも球転動面１５
が複数形成され、複数の弾性球９が挟持されている。こ
の例では、上記弾性球９が平面から見て球支承板の中心
に１個、その周囲に５個位置するように複数存在する
（図３参照）。

【００２２】つまり、上記上下一対の球転動面１５が上
記上下の球支承板に対して複数対形成され、これら複数
対の球転動面１５の各々一対の球転動面１５間に上記弾
性球９が位置することで上記弾性球９が水平方向で複数
存在している。そして、上記上下の球支承板と弾性球９
とが上下方向に交互に位置する状態で多層に構成されて
いるものである。

【００２３】次に、上記弾性球９に着目すると、上記球
９は構造物の荷重に耐え得るだけの強度をもつ球状弾性
体であって、例えば弾復元する鋼球である。上記弾性球
９は、内部に空間９Ａを有する。そして、上記内部の空
間９Ａは比較的狭い通路９Ｂを通じて外部に開口してい
る。このような弾性球９の構造は、上記弾性球９が圧縮
されたとき、上記空間９Ａ内の空気をゆっくりと外部に
出し、弾性球９の急激な圧縮をなくすものである。つま
り、上下方向の震動を、上記ゆっくりとした空気の吐き
出しによる圧縮と、圧縮からの復元との繰り返しによっ
て吸収し減衰するものである。

【００２４】次に、上記免震装置１の周囲に位置する補
助免震装置１６について説明する。上記補助免震装置１
６は、上記上座板２及び下座板３間に位置し、ショック
アブソ−バ１７とショックアブソ−バ１７の周囲に配設
されたコイルバネ１８とから成る。上記ショックアブソ
−バ１７の両端は上記上座板２及び下座板３に対してそ
れぞれ球つがい式に取り付けられ、全方向に傾き可能と
成されている。また、上記ショックアブソ−バ１７は、
上記上座板２と下座板３との間で一方の部材が他方の部
材に対して摺動する１組の摺動部材から成る。つまり、
上記ショックアブソ−バ１７は、油圧式のショックアブ
ソ−バ１７であって、筒状のシリンダ−部１９と、この
シリンダ−部１９に対して摺動するピストン部２０とか
ら成る。図６を参照すると２３はオイルである。そし
て、上記コイルバネ１８は、その両端が上記シリンダ−
部１９及びピストン部２０のそれぞれに固定されてい
る。尚、上記ショックアブソ−バ１７は空気圧式でも良
い。

【００２５】そして、上記ショックアブソ−バ１７は、
この軸線Ａが傾くように取り付けられている。具体的に
は、上記上座板２に取り付けられたショックアブソ−バ
１７の一端と、上記下座板３に取り付けられた他端とが
上記免震装置１の軸線Ｂを中心として異なる半径上に位
置し、且つ上記上座板２に取り付けられた複数のショッ
クアブソ−バ１７のそれぞれの一端は上記免震装置１の
軸線Ｂを中心とした同一半径Ｒ上に位置せしめられてい
ると共に、上記下座板３に取り付けられた複数のショッ
クアブソ−バ１７のそれぞれの他端は上記免震装置１の
軸線Ｂを中心とした同一半径Ｔ上に位置せしめられてい
る。そして、この例では上記半径Ｒは半径Ｔよりも大き
い。尚、上記半径Ｒが半径Ｔよりも小さくなるよう設定
しても良い。

【００２６】以上の構成により、上記第１の実施例の免
震装置１の動きを説明する。先ず、上記地盤等の震動源
から上下方向Ｚを主とする震動が伝達してきたとき、上
記水平方向に複数、且つ上下方向に多層に有する弾性球
９のそれぞれが上下の球支承板に上下方向で押圧されて
弾性変形する。次いで上記弾性変形した複数の弾性球９
はそれぞれが復元しようとして上記球支承板を押す。つ
まり、上記複数の弾性球９が弾性変形及び復元を繰り返
すことで上記上下方向Ｚを主とする震動が吸収され、減
衰されてゆくものである。

【００２７】また、上記地盤等の震動源から水平方向を
主とする震動が伝達してきたとき、上記多層の球支承板
の内、上記下ピストン球支承板１１は震動に従って水平
移動すると共に、上記下ピストン球支承板１１よりも上
層の球支承板は水平移動幅を地盤等の水平方向の移動幅
よりも小さくし、静止位置を維持しようとする。次いで
上記水平移動した複数の球支承板は、上記じょうご状の
球転動面１５の中心部に弾性球９が位置しようとする作
用でそれぞれが元の静止位置に戻ろうとする。つまり、
上記多層と成された複数の球支承板のそれぞれによって
上記水平方向を主とする震動が吸収され、減衰されてゆ
くものである。

【００２８】次に、上記補助免震装置１６の動きを説明
する。先ず、上記地盤から上下方向Ｚを主とする震動が
伝達してきたとき、上記ショックアブソ−バ１７及び上
記コイルバネ１８が伸縮して震動が吸収され減衰されて
ゆく。また、上記地盤から水平方向を主とする震動が伝
達してきたとき、上記ショックアブソ−バ１７及びコイ
ルバネ１８の傾き方向が変化しつつ、伸縮して震動が吸
収され減衰されてゆく。詳しくは、上記ショックアブソ
−バ１７及びコイルバネ１８の傾き方向が変化したと
き、上記複数の補助免震装置１６の間で復元力に差が出
る。この為に、上記各補助免震装置１６は上記復元力の
差がなくなる方向に復元しようとし、結果元の傾き状態
となる位置に戻り、このときの復元で上記水平方向を主
とする震動が吸収され減衰されるものである。

【００２９】次に、図８から図１１を参照して第２の実
施例を説明する。この実施例では上記第１の実施例と略
同様の部分は省略し異なる部部のみを説明する。尚、こ
の実施例の免震装置３１の多層の球支承板と、多層の球
とをまとめて震動ユニットＥとする。上記球は球状硬体
の硬球３９であって、例えば弾復元しない鋼球である。

【００３０】上記震動ユニットＥの多層の球支承板は、
上記上座板２に固定された上ガイドシリンダ４に対して
上下方向Ｚに移動可能に支持された上ピストン球支承板
１０と、上記下座板３に固定された下ガイドシリンダ５
に対して上下方向Ｚに移動可能に支持された下ピストン
球支承板１１と、これら上下のピストン球支承板１０、
１１の間に位置する第１及び第２遊球支承板１２、１３
と、に区分される。

【００３１】上記上下のガイドシリンダ４、５の各々に
支持された上下のピストン球支承板１０、１１は、上記
上下のガイドシリンダ４、５に対して各々気密且つ上下
動可能に挿入されている。また、上記上下のガイドシリ
ンダ４、５と上下のピストン球支承板１０、１１に囲ま
れるそれぞれの空間が気密な上下の空気室３７、３８と
成されている。そして、上記上下のピストン球支承板１
０、１１のそれぞれには上下方向Ｚに貫通する空気行戻
孔３３Ａ、３３Ｂが形成されている。

【００３２】また、上記上の空気室３７内には、上記上
ガイドシリンダ４に支持された上ピストン球支承板１０
と、土台側の受面３６Ａ、ここでは上記上座板２の下面
である受面３６Ａとに接触する弾発性を有する弾性体が
配設されている。上記弾性体はこの例では皿バネであっ
て、第１上皿バネ７Ａと第２上皿バネ７Ｂとの２つが配
設されている。

【００３３】同じく、上記下の空気室３８内には、上記
下ガイドシリンダ５に支持された下ピストン球支承板１
１と、基礎２２側の受面３６Ｂ、ここでは上記下座板３
の上面である受面３６Ｂとに接触する弾発性を有する弾
性体が配設されている。上記弾性体はこの例では皿バネ
であって、第３下皿バネ７Ｃと第４下皿バネ７Ｄとの２
つが配設されている。

【００３４】尚、この実施例では、空気室を上下に２つ
設けたが、この他に上下どちらかに１つ設けても良い。
また、上記上下の空気室３７、３８に皿バネを配設した
が、この他に何も配設しなかったり、他の弾性体、例え
ばコイルバネ等を配設しても良い。また、上記各空気室
３７、３８内の皿バネの数は単数或いは３つ以上の複数
でも良い。

【００３５】以上の構成により、上記第２の実施例の免
震装置３１の動きを説明する。先ず、上記地盤等の震動
源から上下方向Ｚを主とする震動が伝達してきたとき、
上記震動ユニットＥに対して上記下ガイドシリンダ５が
上下動する。このとき、上記震動ユニットＥの空気行戻
孔３３Ａ、３３Ｂを通過して空気室３７、３８に空気が
出入りし、空気室３７、３８がクッションとなって上記
震動ユニットＥが震動を吸収しつつ上下動し、上記上下
方向Ｚを主とする震動が減衰されてゆくものである。

【００３６】また、上記地盤等の震動源から水平方向を
主とする震動が伝達してきたとき、上記多層の球支承板
の内、上記下ピストン球支承板１１は震動に従って水平
移動すると共に、上記下ピストン球支承板１１よりも上
層の球支承板は水平移動幅を地盤の水平方向の移動幅よ
りも小さくし、静止位置を維持しようとする。次いで上
記水平移動した複数の球支承板は、上記じょうご状の球
転動面１５の中心部に硬球３９が位置しようとする作用
でそれぞれの球支承板が元の位置に戻ろうとする。つま
り、上記多層と成された複数の球支承板のそれぞれによ
って上記水平方向を主とする震動が吸収され、減衰され
てゆくものである。

【００３７】尚、上記第１の実施例及び第２の実施例の
多層の球支承板は、上記じょうご状の球転動面１５の径
がある値に決まっているとき、多層にする数を多くする
ほど最上部の球支承板と最下部の球支承板との水平方向
のずれ幅を大きくすることができるものであり、上記球
支承板の数は任意に決めることができる。

【００３８】また、実際の地震では上記上下方向Ｚを主
とする震動と水平方向を主とする震動が組み合わさった
状態で伝達されることが多く、例えば直下型の地震で
は、第１波として上下方向Ｚを主とする震動が伝達する
と共に、第２波として水平方向を主とする震動が伝達
し、それぞれの震動及び組み合わせの震動に対して上記
免震装置１、３１が働くものである。また、上記免震装
置１、３１が設置される場所は、建物の土台と基礎２２
との間の他に、複数階有する建物内部、例えば中間階の
床下等に設置しても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明は請求項１か
ら請求項３までの記載によると、水平方向に複数且つ上
下方向に多層と成すように配設した複数の弾性球によ
り、構造物の荷重が複数の弾性球に分散してかかること
になる。これにより、上下方向を主とする震動では、弾
性球の弾性変形が良好な範囲で行なわれ易く、複数の弾
性球で上下方向を主とする震動を減衰することができ、
上下方向を主とする震動に対する減衰が早期に行なわれ
易いと共に、水平方向を主とする震動では、複数の弾性
球に分散して荷重がかかった状態で上記上下の球支承板
が水平移動するので、この水平移動がスム−ズに行なわ
れ易く、水平方向を主とする震動に対する減衰が良好に
行なわれ易い。また、上記球支承板及び弾性球を多層に
することで、各層の弾性球に対して各層の球支承板が水
平移動することができ、これにより、上記土台と基礎と
の間の水平方向の動き幅を比較的大きくすることがで
き、比較的大きな水平方向を主とする震動にも対応し易
い。

【００４０】また、請求項４から請求項７までの記載に
よると、複数多層の硬球を備える震動ユニットにより、
構造物の荷重が複数の硬球に分散してかかりつつ、上下
方向を主とする震動を減衰することができ、上下方向を
主とする震動に対する減衰が早期に行なわれ易いと共
に、水平方向を主とする震動では、複数の硬球に分散し
て荷重がかかった状態で上記上下の球支承板が水平移動
するので、この水平移動がスム−ズに行なわれ易く、水
平方向を主とする震動に対する減衰が良好に行なわれ易
い。また、上記球支承板及び硬球を多層にすることで、
各層の硬球に対して各層の球支承板が水平移動すること
ができ、上記土台と基礎との間の水平方向の動き幅を比
較的大きくすることができ、これにより、比較的大きな
水平方向の動き幅を大きくすることができ、比較的大き
な水平方向を主とする震動にも対応し易い。また、上記
球支承板間に挟持する球を球状硬体の硬球にすること
で、この硬球に対して上下方向から力が加わっても弾性
変形せず球形状を保つので、上記球支承板が水平移動し
たとき、上記じょうご状の球転動面の中心部に硬球が位
置しようとする作用が生じ易く、上記球支承板の水平方
向の復元が早期に進み易い。

【００４１】また、請求項８記載の上記傾けて配設した
補助免震装置によると、上下方向を主とする震動では、
上記ショックアブソ−バ及び上記コイルバネが伸縮して
震動が吸収され減衰されてゆく。また、水平方向を主と
する震動では、上記ショックアブソ−バ及びコイルバネ
の傾き方向が変化しつつ、伸縮して震動が吸収され減衰
される。詳しくは、上記ショックアブソ−バ及びコイル
バネの傾き方向が変化したとき、上記複数の補助免震装
置の間で復元力に差が出る。この為に、上記各補助免震
装置は上記復元力の差がなくなる方向に復元しようと
し、結果元の傾き状態となる位置に戻り、このときの復
元で上記水平方向を主とする震動が吸収され減衰される
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例で示した免震装置の通常
の状態の側面図である。

【図２】本発明の第１の実施例で示した免震装置が動い
た状態の側面図である。

【図３】本発明の第１の実施例で示した免震装置の通常
の状態の平面図である。

【図４】本発明の第１の実施例で示した免震装置の弾性
球が弾性変形する前の状態の図である。

【図５】本発明の第１の実施例で示した免震装置の弾性
球が弾性変形した状態の図である。

【図６】本発明の第１の実施例で示した補助免震装置の
断面図である。

【図７】本発明の第１の実施例で示した免震装置の取り
付け位置を示した図である。

【図８】本発明の第２の実施例で示した免震装置の通常
の状態の側面図である。

【図９】本発明の第２の実施例で示した免震装置が動い
た状態の側面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例で示した免震装置の球
支承板が動く前の図である。

【図１１】本発明の第２の実施例で示した免震装置の球
支承板が水平に動いた状態の図である。

【符号の説明】

１ 免震装置 ４ 上ガイドシリンダ ５ 下ガイドシリンダ ９ 弾性球 １５ 球転動面 １６ 補助免震装置 １７ ショックアブソ−バ １８ コイルバネ ２２ 基礎 ３１ 免震装置 ３３Ａ、３３Ｂ 空気行戻孔 ３７、３８ 空気室 ３９ 硬球 Ｚ 上下方向

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 震動源からの震動を減衰する免震方法で
   あって、土台と基礎２２との間に位置する上下の球支承
   板間に挟持された球が、上記上下の球支承板に押圧され
   て圧縮され、当該圧縮された球が元の球状態に戻ろうと
   することで震動を減衰すると共に、上記球に対して通常
   位置から何れの方向にも水平移動し、当該水平移動した
   上下の球支承板が元の位置に戻ろうとすることで震動を
   減衰する免震方法に於て、 上記免震方法は、水平平面内で多数、且つ上下方向Ｚで
   多層に位置する複数の球状弾性体の弾性球９のそれぞれ
   が圧縮及び復元することによって震動を減衰させると共
   に、上記複数の弾性球９を各層間に挟持する多層の球支
   承板のそれぞれが、接する弾性球９に対して水平移動及
   び復元することによって震動を減衰させることを特徴と
   する免震方法。
2. 【請求項２】 土台と基礎２２との間に位置し、震動源
   からの震動を減衰する免震装置１であって、当該免震装
   置１は上下の球支承板と、当該上下の球支承板の間に挟
   持されている球とを有し、上記上下の球支承板の各々に
   は、周囲から中心に向かってじょうご状に傾斜した球転
   動面１５が形成され、上記上下の球転動面１５で一対を
   成す球転動面１５間に上記球が一個位置する免震装置１
   に於て、 上記免震装置１は、上記上下一対の球転動面１５が上記
   上下の球支承板に対して複数対形成され、これら複数対
   の球転動面１５の各々一対の球転動面１５間に球状弾性
   体の弾性球９が位置せしめられることで水平方向に複数
   の弾性球９が有され、而も上記上下の球支承板と複数の
   弾性球９とが上下方向Ｚで交互に位置する状態となるよ
   う多層に構成されていることを特徴とする免震装置。
3. 【請求項３】 震動源からの振動を減衰する為の免震装
   置１を持つ構造物であって、上記免震装置１は土台と基
   礎２２との間に位置すると共に、上下の球支承板と、当
   該上下の球支承板の間に挟持された球とを有し、上記上
   下の球支承板の各々には、周囲から中心に向かってじょ
   うご状に傾斜した球転動面１５がそれぞれ形成され、上
   記上下の球転動面１５で一対を成す球転動面１５間に上
   記球が一個位置する構造物に於て、 上記構造物の免震装置１は、上記上下一対の球転動面１
   ５が上記上下の球支承板に対して複数対形成され、これ
   ら複数対の球転動面１５の各々一対の球転動面１５間に
   球状弾性体の弾性球９が位置せしめられることで水平方
   向に複数の弾性球９が有され、而も上記上下の球支承板
   と弾性球９とが上下方向Ｚで交互に位置するよう多層に
   構成されていることを特徴とする免震装置を持つ構造
   物。
4. 【請求項４】 震動源からの震動を減衰する免震方法で
   あって、土台と基礎２２との間に位置する上下の球支承
   板と、当該上下の球支承板間に挾持された球とを有する
   震動ユニットの上下の動きで震動を減衰させると共に、
   上記球に対して通常位置から何れの方向にも水平移動
   し、当該水平移動した上下の球支承板が元の位置に戻ろ
   うとすることで震動を減衰させる免震方法に於て、 上記免震方法は、上下の球支承板とその間に挾持された
   複数の球状硬体の硬球３９とを上下方向Ｚで交互に位置
   せしめて多層と成した震動ユニットＥが、各層の球支承
   板の上下方向Ｚの間隔を変えることなく上記土台及び基
   礎２２に対して弾発的に上下移動及び復元することで震
   動を減衰させると共に、上記多層の球支承板のそれぞれ
   が、接する硬球３９に対して水平移動及び復元すること
   で震動を減衰させることを特徴とする免震方法。
5. 【請求項５】 土台と基礎２２との間に位置し、地盤か
   らの震動を減衰する免震装置３１であって、当該免震装
   置３１は上下の球支承板と、当該上下の球支承板の間に
   挟持されている球とを有し、上記上下の球支承板の各々
   には、周囲から中心に向かってじょうご状に傾斜した球
   転動面１５が形成され、上記上下の球転動面１５で一対
   を成す球転動面１５間に上記球が一個位置する免震装置
   ３１に於て、 上記免震装置３１は、上記上下一対の球転動面１５が複
   数対形成された上下の球支承板と、上記複数対の球転動
   面１５に対応する数だけ上記上下の球支承板間に挾持さ
   れた球状硬体の複数の硬球３０と、が球支承板と硬球３
   ９とを上下方向Ｚで交互に位置せしめる状態で多層と成
   された震動ユニットＥを備え、 上記震動ユニットＥの多層の球支承板は、上記土台側に
   固定された上ガイドシリンダ４に対して上下方向Ｚに移
   動可能に取り付けられた球支承板と、上記基礎２２側に
   固定された下ガイドシリンダ５に対して上下方向Ｚに移
   動可能に取り付けられた球支承板と、これら球支承板の
   間に位置する球支承板と、に区分され、 上記上下のガイドシリンダ４、５のそれぞれに取り付け
   られた球支承板は、上記上下のガイドシリンダ４、５の
   各々に対して気密と成されていると共に、上記各ガイド
   シリンダ４、５と各球支承板に囲まれるそれぞれの空間
   が気密な空気室３７、３８と成され、而も上記上下のガ
   イドシリンダ４、５のそれぞれに取り付けられた球支承
   板には、上記空気室３７、３８と外部とを結ぶように上
   下方向Ｚに貫通する空気行戻孔３３Ａ、３３Ｂがそれぞ
   れ形成されていることを特徴とする免震装置。
6. 【請求項６】 震動源からの震動を減衰する為の免震装
   置３１を持つ構造物であって、上記免震装置３１は、土
   台と基礎２２との間に位置し、地盤からの震動を減衰す
   る免震装置３１であって、当該免震装置３１は上下の球
   支承板と、当該上下の球支承板の間に挟持されている球
   とを有し、上記上下の球支承板の各々には、周囲から中
   心に向かってじょうご状に傾斜した球転動面１５が形成
   され、上記上下の球転動面１５で一対を成す球転動面１
   ５間に上記球が一個位置する構造物に於て、 上記構造物の免震装置３１は、上記上下一対の球転動面
   １５が複数対形成された上下の球支承板と、上記複数対
   の球転動面１５に対応する数だけ上記上下の球支承板間
   に挾持された球状硬体の複数の硬球３０と、が球支承板
   と硬球３９とを上下方向Ｚで交互に位置せしめる状態で
   多層と成された震動ユニットＥを備え、 上記震動ユニットＥの多層の球支承板は、上記土台側に
   固定された上ガイドシリンダ４に対して上下方向Ｚに移
   動可能に取り付けられた球支承板と、上記基礎２２側に
   固定された下ガイドシリンダ５に対して上下方向Ｚに移
   動可能に取り付けられた球支承板と、これら球支承板の
   間に位置する球支承板と、に区分され、上記上下のガイ
   ドシリンダ４、５のそれぞれに取り付けられた球支承板
   は、上記上下のガイドシリンダ４、５の各々に対して気
   密と成されていると共に、上記各ガイドシリンダ４、５
   と各球支承板に囲まれるそれぞれの空間が気密な空気室
   ３７、３８と成され、而も上記上下のガイドシリンダ
   ４、５のそれぞれに取り付けられた球支承板には、上記
   空気室３７、３８と外部とを結ぶように上下方向Ｚに貫
   通する空気行戻孔３３Ａ、３３Ｂがそれぞれ形成されて
   いることを特徴とする免震装置を持つ構造物。
7. 【請求項７】 上記それぞれの空気室３７、３８内に
   は、上記シリンダ−に支持された球支承板と、土台側或
   いは基礎２２側の受面３６Ａ、３６Ｂとに接触する弾発
   性を有する弾性体が配設されていることを特徴とする請
   求項５及び請求項６記載の免震装置及び免震装置を持つ
   構造物。
8. 【請求項８】 上記免震装置１、３１は、上記土台と基
   礎２２との間に位置し、且つ全ての方向に傾動可能に取
   り付けられた複数の補助免震装置１６を備え、上記補助
   免震装置１６はショックアブソ−バ１７と当該ショック
   アブソ−バ１７の周囲を取り巻いて配設されたコイルバ
   ネ１８とから成り、上記ショックアブソ−バ１７の両端
   は上記土台及び基礎２２に対してそれぞれ球つがい式に
   取り付けられ、上記土台と基礎２２との間で一方の部材
   が他方の部材に対して摺動する１組の摺動部材から成
   り、当該１組の摺動部材に対して上記コイルバネ１８の
   両端がそれぞれ固定され、而も上記補助免震装置１６
   は、上記土台に取り付けられたショックアブソ−バ１７
   の一端と、上記基礎２２に取り付けられた他端とが上記
   免震装置１の軸線Ｂを中心として異なる半径上に位置
   し、且つ上記土台に取り付けられた複数のショックアブ
   ソ−バ１７の内、上記免震装置１を挟んだ両側にある少
   なくとも１対のショックアブソ−バ１７のそれぞれの一
   端は上記免震装置１の軸線Ｂを中心とした同一半径Ｒ上
   に位置せしめられていると共に、他端は上記免震装置１
   の軸線Ｂを中心とした同一半径Ｔ上に位置せしめられて
   いることを特徴とする請求項２及び請求項５記載の免震
   装置。