JPH10184094A - 減衰機構及びこれを用いた免震構造並びに減衰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 別途ダンパーを設けることなく、狭いスペー
スに減衰機構を構築することを課題とする。 【解決手段】 地震力が大きく、床スラブ１２と二重床
材１６との相対移動量が球体１４の弾性変形範囲を越え
ると、床スラブ１２と二重床材１６の相対移動に伴っ
て、球体１４は、床スラブ１２と二重床材１６の間を右
方向へ転がり始める。このとき、圧縮変形して潰れた球
体１４は、回転時に内部がせん断変形するので、減衰力
を発揮し、さらに、回転体が転がるときの床スラブ１２
と二重床材１６との摩擦抵抗も同時に減衰力として作用
するので、これらの組み合わせによって高い減衰効果を
発揮する。床スラブ１２が、上下方向へ振動しても、球
体１４がせん断変形して振動が減衰される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の揺れを抑
える減衰機構及びこれを用いた免震構造並びに減衰装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、免震装置等に用いられる回転体と
しての鉄球は、主として上部構造体を滑り易く支持する
支承材兼ベアリング材として使用されるだけで、振動を
減衰させる機構は、外部に設けられたダンパーに依存し
ている。

【０００３】このため、例えば、免震床等を構成する場
合、ダンパーを配置するために、ある程度の床高が必要
となり、階高が既に決まってしまっている既存の建物を
免震床とするには無理があった。

【０００４】一方、建物全体を免震構造とする場合、通
常、基礎コンクリートの上に鉄球を敷き並べ、この鉄球
の上に建物が構築される支持スラブをスライド可能に載
置するようになっている。

【０００５】しかし、基礎コンクリート面及び支持スラ
ブ面に不陸があると、鉄球との間に隙間が生じ建物が安
定して支持されない。また、別途ダンパーを取付ける必
要があるので、装置が大掛かりになり、高さ方向に一定
のスペースが必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、別途ダンパーを設けることなく、狭いスペースに
減衰機構や免震構造を構築し、また、回転体の転がりを
利用して、ストロークの大きい減衰装置を構成すること
を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、減衰性能を備えた回転体が、互いに相対移動可能な
移動部材によって圧縮変形された状態で挟持されてい
る。

【０００８】このように、回転体（球状でも楕円状でも
回転可能な形状であれば構わない）を圧縮変形させるこ
とによって、移動部材と面で接触し、面で圧縮荷重を受
ける。ここで、移動部材が振動等によって面と平行に相
対移動すると、移動部材との面摩擦力によって回転体が
弾性変形する。ここで、移動部材の相対移動量が回転体
の弾性変形範囲内であれば、回転体は、一方の移動部材
の揺れや振動が他方に移動部材に伝わらないように防振
する。

【０００９】また、移動部材の相対移動量が回転体の弾
性変形範囲を越えると、移動部材の移動に伴って、回転
体は移動部材の間を転がり始める。このとき、圧縮変形
して潰れた回転体は、回転時に内部がせん断変形するの
で、減衰力を発揮し、さらに、回転体が転がるときの移
動部材との摩擦抵抗も同時に減衰力として作用するの
で、これらの組み合わせによって高い減衰効果を発揮す
る。

【００１０】なお、圧縮力の大きさを調整し、移動部材
との摩擦力を大きくすることによって、回転体が転がり
始めるまでの、転がり抵抗又転がるときの摩擦抵抗を調
整することもできる。

【００１１】一方、移動部材が、回転体を挟持する間隔
を拡狭する方向へ相対移動しても、減衰性能を備えた回
転体によって振動が減衰される。

【００１２】請求項２に記載の発明では、１つの減衰機
構を構成する移動部材と他の移動部材との間に、さらに
減衰性能を備えた回転体を圧縮変形させた状態で挟持し
て減衰力を増幅させた減衰機構となっている。

【００１３】このように、必要とされる減衰力に応じ
て、多段状に回転体と移動部材を組み合わせていくこと
によって、減衰力の調整が簡単にできる。

【００１４】請求項３に記載の発明では、床スラブの上
に減衰性能を備えた回転体が載置されている。この回転
体は、床材を支承して圧縮変形している。また、一端が
構造体に固定された付勢部材の他端が床材に連結され、
床材の位置が保持されている。

【００１５】このように、回転体が、床材を支える支承
であると共に、回転体の弾性変形、転がりによるせん断
変形により、上下及び水平方向の振動を減衰するダンパ
ーとしても機能するので、従来の免震構造と比較する
と、狭いスペースにも設置できる。このため、新設の建
物は無論、既設の建物への応用も可能となる。

【００１６】請求項４に記載の発明では、床スラブの上
に保持盤が載置されており、この保持盤は床材と非当接
状態となっている。この保持盤には、保持部が形成され
ており、床材を支え圧縮変形した回転体が、非接触状態
で取り囲まれている。

【００１７】このように、保持盤を設けることによっ
て、回転体の配置が容易になり、また、床材が上下移動
したとき、回転体が飛び跳ねて位置がズレることがな
い。

【００１８】さらに、回転体と保持部とを非接触状態に
保持することで、回転体の弾性変形が許容され、床スラ
ブの揺れや振動を床材に伝えない。また、回転体が転が
り始めると、保持部を押しながら移動する。これによっ
て、保持盤が回転体と共に移動し、保持盤と床スラブと
の間に摩擦抵抗が発生し、回転体自体の減衰効果と相ま
って、高い減衰効果を発揮する。

【００１９】請求項５に記載の発明では、基礎面に減衰
性能を備えた回転体が載置されている。この回転体は、
上面に建物が構築された支持スラブを支承して圧縮変形
している。

【００２０】このように、回転体が、建物を支える支承
であると共に、回転体の弾性変形、転がりによるせん断
変形により、上下及び水平方向の振動を減衰するダンパ
ーとしても機能するので、従来の免震構造と比較する
と、狭いスペースに設置できる。また、基礎面及び支持
スラブに多少の不陸があっても、回転体は圧縮変形して
当接するので、従来のように、鉄球のコロを敷き詰めた
構造と比較すると、基礎面及び支持スラブとの間に隙間
が生じることがなく、安定した構造となる。

【００２１】また、回転体の球形や球質（材質）を建物
の特性（重量等）に合ったものに変えることによって、
理想的な免震構造を構築することができる。

【００２２】請求項６に記載の発明では、内筒が外筒へ
挿入されている。この外筒と内筒との間には、減衰性能
を備えた回転体が挟持され圧縮変形している。

【００２３】そして、内筒を軸方向へ往復移動させる
と、回転体の弾性変形、転がりによるせん断変形、ま
た、外筒の内壁及び内筒の外壁との摩擦抵抗の組合わせ
によって、減衰作用を発揮する。また、内筒を外筒に対
して回転させることによっても、減衰効果を得ることが
できる。

【００２４】さらに、この減衰装置は、圧縮変形された
回転体の転がりを利用しているため、減衰可能な変位量
に制限がなく、大変形ストロークのダンパーを構成する
ことができる。

【００２５】請求項７に記載の発明では、中板の両面に
減衰性能を備えた回転体が配置され、外側から一対の外
板で挟持されている。この外板は拘束手段によって締め
付けられ、中板との間に回転体を圧縮変形させている。
また、この拘束手段は、中板が外板に対して平面２軸方
向、すなわち、中板が長手方向及び幅方向に移動できる
ような箇所を締め付けている。

【００２６】このため、一つの減衰装置で平面２軸方向
の振動に対して減衰効果を発揮させることができる。

【００２７】請求項８に記載の発明では、ケーシングの
底板に減衰性能を備えた第１回転体が載置されている。
この第１回転体に、支持板が支承されている。この支持
板とケーシングの天板との間には、減衰性能を備えた第
２回転体が圧縮変形されて挟持されている。この第２回
転体を配置することによって、第１回転体も支持板に押
圧されて圧縮変形する。また、支持板からは、受け部が
突設されており、天板に形成された開口から突出してい
る。

【００２８】この減衰装置では、ケーシングを基礎コン
クリートの上にセットし、受け部に建物の床梁を支持さ
せるだけで、簡単に免震構造の建物を構築することがで
きる。このように、圧縮変形された回転体の転がりを利
用した減衰装置をユニット化することによって、持ち運
びが容易で、建築コストの安い免震建物を構築すること
ができる。

【００２９】請求項９に記載の発明では、例えば、第１
回転板と第２回転板とが回転連結部に配置され相対回転
可能とされる。この第１回転板と第２回転板の間には、
減衰性能を備えた回転体が挟持され圧縮変形している。
従って、第１回転板と第２回転板とが相対回転すると、
回転体の弾性変形、転がりによるせん断変形、また、第
１回転板と第２回転板との摩擦抵抗の組合わせによっ
て、減衰作用を発揮する。

【００３０】請求項１０に記載の発明では、回転体が単
一材料で球体に成形され、容易に製造できるようになっ
ている。材料としては、高減衰ゴム、天然ゴム、粘弾性
材、エンジニアプラスチック等が考えられる。

【００３１】請求項１１に記載の発明では、芯球と、こ
の芯球の外周面を被覆する被覆層とで回転体が構成され
ており、芯球と被覆層との弾性力、硬度、及び減衰力の
少なくとも１つが異なっている。

【００３２】例えば、芯球を鉄球等の硬質材で構成し、
被覆層を高い減衰性がある粘弾性材で形成したとする。
このように構成された回転体に圧縮力を掛けると、圧縮
変形する部分は、被覆層であり、芯球は圧縮変形しな
い。つまり、移動部材と移動部材との最低限必要とされ
る隙間を芯球によって確保できる。

【００３３】また、芯球と移動部材に挟まれる部分の被
覆層は大きく潰れるので、回転時のせん断変形が大きく
なり、大きな減衰力を発揮する。

【００３４】一方、芯球を高減衰ゴムで、被覆層を天然
ゴムで形成したとする。このとき、芯球及び被覆層とも
圧縮力を受けて変形するが、２つの材料を組み合わせを
変えることによって、回転体の剛度調整が容易にでき
る。

【００３５】請求項１２に記載の発明では、袋体の中に
抵抗材（例えば、砂、鉄粉、水、粘性体等）が封入され
ている。

【００３６】これによって、袋体が転がるとき、抵抗材
が乱流を起こして、その場に留まろうとする抵抗力が発
生する。この抵抗力によって、移動部材の振動等が減衰
される。また、袋体へ封入する抵抗材の量によって、減
衰力を調整することができる。なお、袋体の材質として
は、粘弾性部材、ゴム、ポリプロピレン、エンジニアリ
ングプラスチック等が考えられる。また、抵抗材の粒度
分布を変えることによって（例えば、小さい鉄球と大き
い鉄球の組合せ）、減衰力を調整することも可能であ
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１〜図４には、第１形態に係る
減衰機構が用いられた免震床構造が示されている。この
免震床構造では、柱１０に架設されたコンクリート製等
の床スラブ１２の上に、減衰性能を有する材料（高減衰
ゴム、天然ゴム、粘弾性体等）で成形された回転体とし
ての球体１４が所定の間隔で敷き並べられている。

【００３８】この球体１４の上には、図２に示すよう
に、コンクリート板等の重量のある部材で形成された二
重床材１６が載置される。これによって、球体１４は圧
縮荷重を受け、楕円状に圧縮変形し、面で床スラブ１２
及び二重床材１６と接触する。

【００３９】また、二重床材１６の周囲は、一方が柱１
０に固定された弾性ばね１８に連結されており、弾性ば
ね１８の復元力によって、二重床材１６のセット位置が
保持されるようになっている。

【００４０】次に、免震床構造の作用を説明する。図２
に示す状態において、地震等によって、床スラブ１２が
左方向へ移動し、図３に示すように、床スラブ１２及び
二重床材１６との面摩擦力によって球体１４が弾性変形
する。そして、二重床材１６との相対移動量が、球体１
４の弾性変形範囲内であるとき、その防振機能によっ
て、床スラブ１２の揺れや振動が二重床材１６に伝わら
ない。

【００４１】また、地震力が大きく、床スラブ１２と二
重床材１６との相対移動量が球体１４の弾性変形範囲を
越えると、図４に示すように、床スラブ１２と二重床材
１６の相対移動に伴って、球体１４は、床スラブ１２と
二重床材１６の間を右方向へ転がり始める。このとき、
圧縮変形して潰れた球体１４は、回転時に内部がせん断
変形するので、減衰力を発揮し、さらに、回転体が転が
るときの床スラブ１２と二重床材１６との摩擦抵抗も同
時に減衰力として作用するので、これらの組み合わせに
よって高い減衰効果を発揮する。

【００４２】一方、床スラブ１２が、上下方向へ振動し
ても、球体１４がせん断変形して振動が減衰される。ま
た、上述した減衰機構は、地震対策だけでなく、交通振
動障害（建物の持つ固有周期によって生じる共振）をな
くし、また、上階の子ども等が飛び跳ねることによっ
て、下階に伝わる固体伝播音を消音することもできる。

【００４３】なお、球体１４に掛ける圧縮力の大きさ
を、二重床材１６の重量を調整することによって変え、
床スラブ１２及び二重床材１６との摩擦力を大きくする
ことによって、球体１４が転がり始めるまでの、転がり
抵抗及び転がるときの摩擦抵抗を調整することもでき
る。

【００４４】また、本形態では、二重床材１６の位置を
弾性ばねの復元力によって保持したが、図５に示すよう
に、二重床材１６を吊り材１７で吊すことによって、元
の位置に戻るようにしてもよい。

【００４５】さらに、本形態では、床スラブ１２及び二
重床材１６の対向面をフラットにしたが、図６に示すよ
うに、円錐形の溝１９、２１を形成し、振動が終了した
ときに、一番安定した位置に球体１４が戻るようにする
こともできる。また、図７に示すように、所定の曲率を
持った凹部２３と凸部２５を形成して、球体１４が元の
位置に戻るようにしてもよい。

【００４６】次に、第２形態に係る減衰機構を説明す
る。図８に示すように、第２形態では、第１形態と同様
に、免震床構造に適用されており、基本的には第１形態
と同様であるが、床スラブ１２の上に保持盤２０が載置
されている点が異なる。

【００４７】保持盤２０は、図１１に示すように、硬質
プラスチック、軽量コンクリート、ＰＣ版等で成形され
た板材で、二重床材１６に当接しない板厚に設計されて
いる。また、保持盤２０には、所定の間隔を置いて上下
面を貫通する円形の保持部２２が形成されている。この
保持部２２の内径は、球体１４が圧縮変形したときの外
径より大きくされており、球体１４が非接触状態で取り
囲まれている。これによって、球体１４が転がり始めた
とき、初めて保持部２２に当たるようになっている。

【００４８】このように、保持盤２０を配置することに
よって、球体１４の敷き並べ作業が容易になり、また、
二重床材１６が上下振動したとき、球体１４が飛び跳ね
て位置ズレすることがない。

【００４９】次に、第２形態の作用を説明する。本形態
では、球体１４を保持部２２の内に非接触状態に保持す
ることで、図９に示すように、球体１４の弾性変形が許
容され、床スラブ１２の揺れや振動が二重床材１６に伝
わらない。また、図１０に示すように、球体１４が転が
り始めると、保持部２２を押しながら移動するので、保
持盤２０と床スラブ１２との間に摩擦抵抗が発生し、球
体１４の減衰作用と相まって、高い減衰効果を発揮す
る。

【００５０】なお、本形態では、保持部２２の内周壁が
直に切り立っているが、図１２に示す保持部２７のよう
に、底部２７Ａが拡幅するように切り開いてもよい。こ
れによって、球体１４が保持盤２０の下面に潜り込み、
大きくせん断変形する。また、図１３に示す保持部２９
では、天部が球体１４を包み込むように拡縮されている
ので、球体１４が保持部２９から飛び出すことがない。

【００５１】さらに、本発明の減衰機構は、免震床だけ
でなく、図１４に示すように、１つの架構３１内に設け
られた腰壁３３及び垂れ壁３５と柱１０との間に球体１
４を挟み、架構３１を制振することもできる。

【００５２】次に、第３形態に係る免震構造を説明す
る。図１５に示すように、コンクリートが打設され平坦
に均された基礎面２４へ、球体１４が敷き並べられてい
る。この球体１４の上には、支持スラブ２６が載置され
ており、この支持スラブ２６の上に戸建ての建物２８が
構築されている。

【００５３】これによって、球体１４が圧縮変形し、建
物２８を支える支承として、また、回転体の弾性変形、
転がりによるせん断変形により、上下及び水平方向の振
動を減衰するダンパーとしても機能する。このため、従
来の免震構造と比較すると、狭いスペースに設置でき
る。

【００５４】また、基礎面２４或いは支持スラブ２６に
多少の不陸があっても、球体１４は圧縮変形して当接す
るので、隙間が生じることがなく、安定した構造とな
る。

【００５５】なお、一般的に免震構造に適用される積層
ゴムを利用した減衰装置は、単位面積当たり所定以上の
荷重が作用しないと機能しない。

【００５６】このため、通常の戸建ての建物の場合、軽
量なので、免震構造とすることは困難であったが、本形
態の免震構造を適用すれば、建物の重量等に応じて、球
体の材質、球径等を変えることによって、理想的な免震
構造を得ることができる。

【００５７】また、図１６に示すように、保持盤２０
（図１１参照）を基礎面２４の上に載置して、基礎面２
４との間に摩擦抵抗を発生させるようにしてもよい。

【００５８】さらに、図１７に示すように、高層ビル３
２や重量のあるビル等の免震構造として、球体１４を利
用する場合は、荷重によって球体１４が完全に潰れてし
まわないように、鉄や硬質プラスチックで成形された球
３４を基礎面３６とスラブ３８との間に入れ、一定の隙
間を保持するようにすることが望ましい。

【００５９】次に、第４形態に係る減衰装置を説明す
る。図１８及び図１９に示すように、本形態に係る減衰
装置４０は、底板４２Ａと天板４２Ｂとを備えた円筒状
のケーシング４２を備えており、据え付けが容易なよう
にユニット化されている。

【００６０】ケーシング４２の底板４２Ａには、高減衰
ゴム等で球状に成形された球体４４が環状に敷き並べら
れている。この球体４４の上には、円板状の支持板４６
が載せられている。また、支持板４６と天板４２Ｂとの
間には、環状に配置された球体４８が挟持されて、圧縮
変形しており、このように、支持板４６と天板４２Ｂと
の間に球体４８を挟持することによって、支持板４６と
底板４２Ａとの間に挟持された球体４４も圧縮変形す
る。

【００６１】一方、支持板４６の中央部には、円柱状の
受け部５０が突設されており、天板４２Ｂの中央部に形
成された開口部５２から上方へ突出している。開口部５
２の開口縁部には、下方へ屈曲したストッパー５４が形
成されており、また、支持板４６の外周部にも、ストッ
パー５６が形成されている。このように、ストッパー５
４、５６を設けることによって、球体４４、４８が支持
板４６から抜け出さないようになっている。

【００６２】なお、ストッパー５４、５６は、制振対象
となる構造物の設計最大変形量に対応して、支持板４６
のスライド動作を干渉しない位置に設けられている。

【００６３】次に、本形態に係る減衰装置が、免震床に
適用された例を説明する。図２０に示すように、床スラ
ブ１２の上に減衰装置４０が載置され、受け部５０で二
重床材１６を支承している。これにより、床スラブ１２
が振動して、支持板４６とケーシング４２とが相対移動
すると、圧縮変形した球体４４、４８の転がりによって
生じるせん断変形よる減衰力と、球体４４、４８が転が
るときの支持板４６、底板４２Ａ、天板４２Ｂとの摩擦
抵抗によって、高い減衰効果を発揮する。

【００６４】また、減衰装置４０をユニット化すること
によって、据え付け工事が容易となり、免震床の建築コ
スト及び工程が削減できる。

【００６５】なお、図２１に示す減衰装置５０のよう
に、多段状に球体５２を積み重ねることによって、それ
ぞれの球体５２が減衰作用を発揮するので、必要とされ
る減衰力に応じた減衰装置を構築できる。また、ケーシ
ング及び支持板は円形である必要なく、平面視にて多角
形であってもよい。

【００６６】また、図２２には、本形態の減衰装置４０
が、戸建ての建物２８の免震構造に適用された例が示さ
れている。基礎面２４に、ケーシング４２が置かれ、受
け部５０が床梁５４を支持している。

【００６７】このため、図１５に示す支持スラブ２６が
不要となり、また、基礎面２４に平坦性が余り要求され
ないので、施工が容易となる。

【００６８】また、図２３に示す減衰装置５１では、軸
部５３が中央に突設された回転板５５と、下方に軸部５
７が突設された回転板５９とが、球体６１を挟持し圧縮
変形させている。そして、軸部５３に連結されたアーム
６３と軸部５７に連結されたアーム６５が相対回転する
と、球体６１の弾性変形、転がりによるせん断変形、ま
た、回転板５５と回転板５９との摩擦抵抗の組合わせに
よって、減衰作用を発揮する。

【００６９】なお、要求される減衰性能に応じて、図２
４に示す減衰装置６７のように、一方の回転板６９の上
下面に球体７１を配置するようにしてもよく、また、図
２５に示す減衰装置７３のように、回転板７５と回転板
７７との対向面で球体７９を挟持し、さらに、回転板７
５、７７の外面へ球体８１を配置し、円筒状のケース８
３で取り囲むように構成してもよい。

【００７０】この減衰装置７３では、回転板７５に設け
られた軸部８５、回転板７７に設けられた軸部８７、及
びケース８３へそれぞれアーム８９、９１、９３を連結
することにより、アーム８９、９１、９３を一度に振動
制御できる。

【００７１】次に、第５形態に係る減衰装置を説明す
る。図２６及び図２７に示すように、本形態に係る減衰
装置５６は、外筒５８と、この外筒５８へ挿入され往復
移動可能とされた内筒６０を備えている。外筒５８と内
筒６０との間には、高減衰ゴム等で成形された球体６２
が周方向及び軸方向にに沿って配置され、圧縮変形した
状態で挟持されている。

【００７２】なお、外筒５８の両端には、球体６２の抜
け落ち防止用のストッパー３７が設けられている。ま
た、球体６２の配置間隔は、必要とされる減衰力を発揮
するために、実験的に決められるものである。

【００７３】次に、本形態の減衰装置５６の作用を説明
する。例えば、図２７〜図２８に示すように、内筒６０
を固定し、相対的に外筒５８を左方向へ移動させると、
球体６２が左方向へ転がり、転がりによるせん断変形、
また、外筒５８の内壁及び内筒６０の外壁との摩擦抵抗
の組合わせによって、減衰作用が発揮される。そして、
この減衰装置５６は、圧縮変形された球体６２の転がり
を利用しているため、内筒６０が外筒５８を貫通可能と
なっており、減衰可能な変位量に制限がなく、大変形ス
トロークのダンパーを構成することができる。

【００７４】また、本形態では、内筒６０と外筒５８と
で減衰装置５６を構成したが、図２９に示す減衰装置７
２のように、内筒６４、中筒６６、及び外筒６８という
ように、多段状に筒体を設け、それぞれの間に球体７０
を挟持するような構成でもよい。これによって、外筒６
８と内筒６４を一方の移動部材へ、中筒６６を他方の移
動部材へ連結することにより、減衰効果を向上させるこ
とができる。

【００７５】さらに、図３０に示す減衰装置７４のよう
に、矩形状の内筒７６及び外筒７８であってよく、必ず
しも、円筒である必要はない。

【００７６】また、図３１及び図３２に示すように、大
小の円筒体９５を多段状に重ね合わせ、それぞれの円筒
体９５の間に球体９７を挟持して、一方向のストローク
が長い減衰装置９９を構成することもできる。この減衰
装置９９では、円筒体９５の内周壁や外周壁の表面粗
さ、或いは、球体９７の材質や個数を調整することによ
って、円筒体９５が伸長する順番を決めることができ
る。

【００７７】さらに、図３３及び図３４に示す減衰装置
１０１のように、有底の筒体１２０と軸体１２２とで球
体１２４を挟持し、軸体１２２を梁１２６へ、筒体１２
０を柱１２８へ固定し、図３５に示すような、地震時等
の変形を制御する制振装置として利用することもでき
る。

【００７８】次に、第６形態に係る減衰装置を説明す
る。図３６に示す減衰装置９０では、本形態では、鉄板
等で形成された中板８０の両面に高減衰ゴム等で成形さ
れた球体８２が配置されている。この球体８２は、鉄板
等で形成された外板８４で外側から挟持されている。こ
の外板８４は、ボルト８６とナット８８で締め付けられ
ており、球体８２を楕円状に圧縮変形させている。

【００７９】また、図３７に示すように、中板８０の板
幅は、外板８４より狭くされており、ボルト８６とナッ
ト８８は、中板８０の板幅方向への移動を干渉しない位
置に取付けられている。なお、ある機構内で減衰装置を
構成する場合、上下の板を挟み付けるような構造とする
ことによって、ボルト及びナットを省略することも可能
である。

【００８０】次に、図３８に示すように、本形態に係る
減衰装置９０が制振装置として用いられた例を説明す
る。

【００８１】右側のビル９２の屋上には、減衰装置９０
の外板８４が固定され、中板８０が左側のビル９４の屋
上に固定されている。地震等によって、２つのビル９
２、９４が相対移動すると、制振装置９０によって制振
される。なお、中板８０が長手方向及び幅方向に移動で
きるようになっており、すなわち、水平２軸方向に制振
可能となっているので、それぞれの軸方向に減衰装置を
設ける必要がなくなる。

【００８２】なお、図３９に示すように、内板１０２、
中板１００、外板９８を多段状に組み合わせて減衰装置
９６を構成してもよい。このように、本発明の減衰装置
では、板材及び球体を組み合わせて段数を増やしていく
ことによって、各々の板材間で減衰作用が発揮されるの
で、要求される減衰性能を容易に満足させることができ
る。

【００８３】また、以上説明した実施の形態では、回転
体として単一材料で成形された球体を使用したが、図４
０に示すように、鉄や硬質プラスチック等で成形した芯
球１０４の外周面を高減衰ゴム等によって被覆して被覆
層１０６とした、二重構造の回転体でもよい。

【００８４】このような構成では、図４１に示すよう
に、圧縮力を掛けると、圧縮変形する部分は、被覆層１
０６であり、芯球１０４は圧縮変形しない。つまり、床
スラブ１２と二重床材１６との間の必要な隙間を確実に
確保できる。また、芯球１０４と床スラブ１２及び二重
床材１６とに挟まれる部分の被覆層１０６は大きく潰れ
るので、回転時のせん断変形が大きくなり、大きな減衰
力を発揮させることができる。

【００８５】さらに、図４２に示すように、芯球１０８
を高減衰ゴムで、被覆層１１０を天然ゴム等で形成した
回転体でもよい。このとき、芯球１０８及び被覆層１１
０とも圧縮力を受けて変形するが、２つの材料を組み合
わせることによって、剛度の調整が容易にできる。

【００８６】また、図４３に示すように、回転体とし
て、弾性特性を持ったゴム等で袋体１１２を成形し、こ
の袋体１１２の中に、例えば、砂、鉄粉、水、粘性体等
の抵抗材１１４を封入してもよい。

【００８７】これによって、砂を入れたお手玉や水を入
れた風船を想像すれば判るように、袋体１１２が転がる
とき、抵抗材１１４が乱流を起こしてその場に留まろう
とする抵抗力が発生する。この抵抗力によって、振動が
減衰される。

【００８８】また、図４４に示す袋体１３０や図４５に
示す袋体１３２のように、抵抗材１１４の量を調整する
ことによって減衰力を調整することができる。さらに、
抵抗材１１４の種類や、図４６に示すように、鉄粉２０
６と小鉄球２０８の組み合わせ（粒度等を変える）や、
密度を変えることによっても、減衰力を調整することが
できる。

【００８９】また、図４７に示すように、床スラブ１２
と二重床材１６との間に支承材２００を配置して、通常
時には、球体１４を変形させるような荷重を掛けないよ
うにしてもよい。この構成では、図４８に示すように、
地震時には、床スラブ１２と二重床材１６が相対移動し
支承材２００のヒンジ部２００Ａが屈曲して、二重床材
１６の荷重で球体１４が始めて圧縮変形し床スラブ１２
及び二重床材１６と面接触するようになっている。

【００９０】このため、球体１４が変形した状態が長期
に渡ることによって、球体１４が変形固化することがな
く、いつ地震が発生しても、減衰機能を発揮することが
でき、メンテナンスに優れた構造となる。

【００９１】なお、通常、球体１４に掛ける荷重は、球
体１４が移動しない程度で十分であり、また、支承材２
００が屈曲する入力荷重の設定は、ヒンジ部２００Ａの
摩擦力やヒンジ面の曲率を調整することで可能である。

【００９２】なお、以上説明した発明では、球体を板で
挟持する構造であったが、この板の対向面にゴム板或い
は減衰材を貼付けてもよい。これによって、減衰性能が
相乗的に向上する。

【００９３】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、別途ダン
パーを設けることなく、狭いスペースに減衰機構や免震
構造を構築できる。また、回転体の転がりを利用して、
ストロークの大きい減衰装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１形態に係る減衰機構を備えた免震床構造を
示す断面図である。

【図２】第１形態に係る減衰機構を備えた免震床構造を
示す断面図である。

【図３】第１形態に係る減衰機構を備えた免震床構造を
示す断面図である。

【図４】第１形態に係る減衰機構を備えた免震床構造を
示す断面図である。

【図５】第１形態に係る減衰機構を備えた免震床構造の
変形例を示す断面図である。

【図６】床スラブ及び二重床材の変形例を示す断面図で
ある。

【図７】床スラブ及び二重床材の変形例を示す断面図で
ある。

【図８】第２形態に係る減衰機構を備えた免震床構造を
示す断面図である。

【図９】第２形態に係る減衰機構を備えた免震床構造を
示す断面図である。

【図１０】第２形態に係る減衰機構を備えた免震床構造
を示す断面図である。

【図１１】第２形態に係る減衰機構を備えた免震床構造
に使用された保持盤の平面図である。

【図１２】保持盤の変形例を示す断面図である。

【図１３】保持盤の変形例を示す断面図である。

【図１４】球体が腰壁及び垂れ壁と柱との間に挟まれた
例を示す断面図である。

【図１５】第３形態に係る免震構造が戸建ての建物に適
用された例を示す立面図である。

【図１６】第３形態に係る免震構造が戸建ての建物に保
持盤が使用された例を示す立面図である。

【図１７】第３形態に係る免震構造が高層ビルに適用さ
れた例を示す立面図である。

【図１８】第４形態に係る減衰装置を示す側断面図であ
る。

【図１９】第４形態に係る減衰装置を一部切り欠いた斜
視図である。

【図２０】第４形態に係る減衰装置が免震床に適用され
た例を示す断面図である。

【図２１】第４形態に係る減衰装置の変形例を示す断面
図である。

【図２２】第４形態に係る減衰装置が戸建ての建物に適
用された例を示す立面図である。

【図２３】第４形態に係る減衰装置の変形例を示す断面
図である。

【図２４】第４形態に係る減衰装置の変形例を示す断面
図である。

【図２５】第４形態に係る減衰装置の変形例を示す断面
図である。

【図２６】第５形態に係る減衰装置を軸線と直交する方
向に切断した断面図である。

【図２７】第５形態に係る減衰装置を軸線方向に切断し
た断面図である。

【図２８】第５形態に係る減衰装置の作動状態を示した
断面図である。

【図２９】第５形態に係る減衰装置の変形例を示す断面
図である。

【図３０】第５形態に係る減衰装置の他の変形例を示す
断面図である。

【図３１】第５形態に係る減衰装置の他の変形例を示す
断面図である。

【図３２】第５形態に係る減衰装置の他の変形例を示す
側断面図である。

【図３３】第５形態に係る減衰装置の他の変形例を示す
側断面図である。

【図３４】図３３の減衰装置が柱と梁との結合部分の取
付けられた状態を示す平面図である。

【図３５】図３３の減衰装置が柱と梁との結合部分の取
付けられた状態を示す立面図である。

【図３６】第６形態に係る減衰装置を示す側面図であ
る。

【図３７】第６形態に係る減衰装置を示す正面図であ
る。

【図３８】第６形態に係る減衰装置が制振装置としてビ
ルの屋上に取付けられた状態を示す立面図である。

【図３９】第６形態に係る減衰装置の変形例を示す正面
図である。

【図４０】回転体の変形例を示す断面図である。

【図４１】回転体の変形例を示す断面図である。

【図４２】回転体の変形例を示す断面図である。

【図４３】回転体の変形例を示す断面図である。

【図４４】図４３に示す回転体の変形例を示す断面図で
ある。

【図４５】図４３に示す回転体の変形例を示す断面図で
ある。

【図４６】図４３に示す回転体の変形例を示す断面図で
ある。

【図４７】減衰機構を備えた免震床構造の変形例を示す
断面図である。

【図４８】減衰機構を備えた免震床構造の変形例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１２ 床スラブ（移動部材） １４ 球体（回転体） １６ 二重床材（床材、移動部材） １８ 弾性ばね（保持部材） ２０ 保持盤 ２２ 保持部 ２４ 基礎面 ２６ 支持スラブ ２８ 建物 ３４ 球体（回転体） ４２ ケーシング ４２Ａ 底板 ４２Ｂ 天板 ４４ 球体（第１回転体） ４８ 球体（第２回転体） ５０ 受け部 ５２ 球体（回転体） ５５ 回転板（第１回転板） ５８ 外筒 ５９ 回転板（第２回転板） ６０ 内筒 ６１ 球体（回転体） ６２ 球体（回転体） ７０ 球体（回転体） ８０ 中板 ８２ 球体（回転体） ８４ 外板 ８６ ボルト（拘束手段） ８８ ナット（拘束手段） １０４ 芯球 １０６ 被覆層 １０８ 芯球 １１０ 被覆層 １１２ 袋体 １１４ 抵抗材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新谷 隆弘 千葉県船橋市前原東５丁目８番16号 (72)発明者 久保田 雅春 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設株 式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減衰性能を備えた回転体と、互いに相対
   移動可能で前記回転体を圧縮変形させた状態で挟持する
   移動部材と、を有することを特徴とする減衰機構。
2. 【請求項２】 前記移動部材と他の移動部材との間に減
   衰性能を備えた他の回転体を圧縮変形させた状態で挟持
   する機構を、必要とされる減衰力に応じて多段状に構成
   したことを特徴とする請求項１に記載の減衰機構。
3. 【請求項３】 床スラブと、前記床スラブの上に載置さ
   れ減衰性能を備えた回転体と、前記回転体に支承され回
   転体を圧縮変形させる床材と、一端が構造体に固定され
   他端が前記床材に連結されて床材の位置を保持する保持
   部材と、を有することを特徴とする免震構造。
4. 【請求項４】 前記床スラブの上に載置され、前記床材
   と非当接状態とされた保持盤と、前記保持盤を貫通し圧
   縮変形した前記回転体を非接触状態で取り囲む保持部
   と、を有することを特徴とする請求項３に記載の免震構
   造。
5. 【請求項５】 基礎面に載置され減衰性能を備えた回転
   体と、前記回転体に支承され回転体を圧縮変形させる支
   持スラブと、前記支持スラブの上に構築された建物と、
   を有することを特徴とする免震構造。
6. 【請求項６】 外筒と、前記外筒へ挿入された内筒と、
   前記外筒と前記内筒との間に挟持されて圧縮変形する減
   衰性能を備えた回転体と、を有することを特徴とする減
   衰装置。
7. 【請求項７】 中板と、前記中板の両面を減衰性能を備
   えた回転体を介在させて挟持する一対の外板と、前記外
   板を締め付け前記回転体を圧縮変形させると共に、外板
   に対する前記中板の平面２軸方向への移動を許容する拘
   束手段と、を有することを特徴とする減衰装置。
8. 【請求項８】 底板と開口が形成された天板とを備えた
   ケーシングと、前記底板に載置され減衰性能を備えた第
   １回転体と、前記第１回転体に支承された支持板と、前
   記支持板と前記天板との間に挟持されて圧縮変形すると
   共に、支持板を押圧して前記第１回転体を圧縮変形させ
   る減衰性能を備えた第２回転体と、前記開口から突出す
   るように、前記支持板から突設された受け部と、を有す
   ることを特徴とする減衰装置。
9. 【請求項９】 第１回転板と、前記第１回転板に対して
   相対回転する第２回転板と、前記第１回転板と前記第２
   回転板に挟持され圧縮変形する減衰性能を備えた回転体
   と、を有することを特徴とする減衰装置。
10. 【請求項１０】 前記回転体が、単一材料で成形された
    球体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
    載の減衰機構。
11. 【請求項１１】 前記回転体が、芯球と、この芯球の外
    周面を被覆する被覆層で構成され、芯球と被覆層との弾
    性力、硬度、及び減衰力の少なくとも１つが異なること
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減衰機構。
12. 【請求項１２】 前記回転体が、袋体と、前記袋体に封
    入された抵抗材と、で構成されたことを特徴とする請求
    項１又は請求項２に記載の減衰機構。