JPH11287290A

JPH11287290A - 免震装置

Info

Publication number: JPH11287290A
Application number: JP8966098A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Matsukawa; 浩和松川; Hiroshi Matsuoka; 宏松岡
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】設計段階において想定した大きさを超える地
震が発生しても、両板部材の水平方向における相対移動
量を制限して、弾性体が破損するのを防止することがで
きる免震装置を提供する。【解決手段】ボール６が転動する下側鋼板３に、外周
部に上方に突出する係止突部３ａを形成する。係止突部
３ａは、それの高さがボールホルダ５の下端部と下側鋼
板３との間隔よりも大きく、それの厚さがボール保持部
５ａの壁厚と同一又はそれより厚くなっている。設計段
階において想定した大きさを超える地震が発生した場合
であっても、水平方向において相対移動したボール保持
部５ａは、係止突部３ａに衝突し、係止突部３ａがそれ
を超える相対移動を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上部構造物と基礎
との間に設けられ、地震に対する上部構造物の揺れを抑
えるようにした免震装置に関する。本発明は、主として
上部構造物が軽量の場合に用いられるもので、具体的に
は、個人住宅、低層建築物、木造社寺、工場や病院内の
精密機械室、電算機室、免震床、免震台（例えば美術工
芸品用台）などに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の免震装置としては、
上部構造物及び基礎にそれぞれ連結される円形状の上側
板及び下側板の間において天然ゴムなどからなるゴムと
鋼板とを交互に積層した免震支承ゴムタイプのものがよ
く知られている。このものは、ゴムと鋼板とを交互に積
層した積層部の鉛直剛性でもって上部構造物の荷重を支
持し、地震時の横揺れに対しては、ゴムの低いせん断力
で対応すると同時に、中心部に設けた鉄や鉛のプラグの
減衰機能により水平方向の力を吸収するようになってい
る。また、前記プラグの代わりに油圧機構で減衰される
ようにしたものや、ゴムを高減衰のものにしてゴム自体
で減衰機能を発揮させるようにしたものも知られてい
る。

【０００３】この免震支承ゴムタイプの免震装置は、構
造が単純であり、しかも、施工前の設計において地震に
よる振動の減衰性能の予測が容易であり、施工作業や施
工後の維持管理も簡単であるため、大型集合住宅、病院
などの大型建築物用の免震装置としてかなり普及してい
る。

【０００４】このような免震支承ゴムタイプの免震装置
は、その性能を有効に発揮するための前提条件として、
上部構造物から受ける鉛直荷重が多大であることが必要
とされるので、個人住宅などの軽量の上部構造物には用
いることができない。すなわち、免震支承ゴムタイプの
ものでは、上部構造物から受ける鉛直荷重が面圧で５０
〜１００ｋｇ／ｃｍ²の大きさのときに期待するせん断
力と水平方向変位とを発揮するように断面積と高さとの
バランスを考慮して作製されているため、上部構造物が
軽量でかつ設置面積が小さい個人住宅などに適用しよう
とすると、断面積が小さくかつ高さが大きいものとな
り、座屈を生じ易い不安定なものとなる。そのため、大
型集合住宅、病院などの大型建築物のみにしか採用され
ていないのが現状である。

【０００５】その一方、兵庫県南部地震以降、免震装置
に関する関心が高まり、個人住宅への適用の必要性も高
まりつつあることから、個人住宅などの軽量の上部構造
物について、地震発生時における倒壊や、家具、調度品
の転倒及び落下を防止するための免震装置が各種提案さ
れている。具体的には、（１）上下一対の硬質部材間に
可撓性構造体を設け、この可撓性構造体に流動部材が充
填された多数の区画室を形成することによって、簡単な
構成で、地震に対する上部構造物の揺れを抑えるように
したもの（例えば特開平８−３２６３５２号公報参
照）、（２）ゴムを用いないで、ベアリングなどのスラ
イド機構とダンパ機構とを組み合わせた免震装置であっ
て、例えば２つのスライド機構を略十字状に結合して上
部構造物を基礎に対して水平２方向に自由に移動可能と
し、このスライド機構にばねやオイルダンパなどのダン
パ機構を別途付加して上部構造物の揺れを抑えるように
したもの、（３）鋼鉄製球を中央が底点となる放物型の
円型鋼鉄製皿受台で上下より挟んだ構成とし、鋼鉄製球
が下側の皿受台を上昇する際の反力により地震加速度を
消滅させることで上部構造物の横揺れを抑えるようにし
たもの（例えば特開平９−４２７９号公報参照）が提案
されている。

【０００６】しかしながら、前記（１）の免震装置にお
いては、上部構造物からの荷重を支持するための可撓性
構造体が経年変化により劣化し、強度が低下し、上部構
造物の高さを長期間に亘って一定に保持することができ
ないという問題がある。また、製造上、内部に複数の区
画室を設けることは困難である。

【０００７】また、前記（２）の免震装置においては、
どの方向からの震動に対しても機能するようにするため
には、スライド機構及びダンパ機構の構造が非常に複雑
となり、施工に先立つ設計の困難さやコスト高が問題と
なり、普及していない。

【０００８】さらに、前記（３）の免震装置において
は、地震による横揺れに対し、鋼鉄製球が放物線型の皿
受台上を移動するため、上部構造物が上下方向にも移動
するという問題がある。また、振動を減衰させるための
機構が重力によるものであるため、上部構造物が自由振
動に近い拳動を示し、振動の収束性に劣るという問題を
有している。

【０００９】そこで、出願人は、軽量の上部構造物に対
しても適用できる免震装置として、上側鋼板び下側鋼板
の間に、それらの間隔を一定値に維持すると共に上側鋼
板を下側鋼板に対して水平方向に相対移動可能に支持す
る支持手段を設け、前記両鋼板を、上側鋼板が下側鋼板
に対して水平方向に相対移動したときに伸びる弾性体
（例えば、ゴム部材やコイルスプリング）を用いて弾性
的に連結することで、前記弾性体の復元力によって、地
震の震動収束後に、前記両鋼板が対向する位置関係で弾
性体が伸びていない中立状態に戻るようにしたものを種
々開発し、先に出願している。

【００１０】具体的には、(Ａ)図６に示すように、前記
支持手段が、基端部が上側鋼板２１の下面に固定され、
下側鋼板２２に向けて先端部が開口するボールホルダ２
３と、該ボールホルダ２３の先端部の開口に転動可能に
保持され前記上側鋼板２１を下側鋼板２２に対して支持
する球状のボール２４，・・とを有するものであり、前
記両鋼板２１，２２の外周部が筒状のゴム部材２５にて
連結されているタイプ、(Ｂ)図７に示すように、前記支
持手段が、基端部が上側鋼板２１の下面に固定され、下
側鋼板２２に向かって延びる支持柱２６と、該支持柱２
６の先端部に設けられ、前記上側鋼板２１を下側鋼板２
２に対して水平方向に相対移動可能に支持する摺動部材
２７（例えば、ＰＴＦＥなどの低摩擦係数の高分子材
料）とを有するものであり、前記両鋼板２１，２２の外
周部が筒状のゴム部材２５にて連結されているタイプ、
(Ｃ)図８に示すように、前記支持手段が、基端部が上側
鋼板２１の下面に固定され、下側鋼板２２に向かって延
びる支持柱２６Ａと、該支持柱２６Ａの先端部に設けら
れた第１の磁石２８と、前記下側鋼板２２に前記磁石２
８と反発し合うように設けられその反発力により支持柱
２６Ａと一緒に上側鋼板２１を下側鋼板２２から水平方
向に相対移動可能に浮かせる第２の磁石（図示せず）と
を有するものであり、前記両鋼板２１，２２の外周部が
筒状のゴム部材２５にて連結されているタイプ、(Ｄ)図
９に示すように、前記支持手段が、基端部が下側鋼板２
２の外周部に固定され、上側鋼板２１Ａに向かって延び
る側壁２９と、該側壁２９の先端部に同一円周上で略等
間隔に転動可能に保持され、前記上側鋼板２１Ａを下側
鋼板２２に対して水平方向に相対移動可能に支持する少
なくとも３つの球状のボール２４Ａ，・・とを有するも
のであり、前記両鋼板２１Ａ，２２の中心部が柱状のゴ
ム部材２５Ａにて連結されているタイプ、(Ｅ)図１０に
示すように、前記支持手段が、基端部が下側鋼板２２の
外周部に固定され、上側鋼板２１Ａに向かって延びる側
壁２９Ａと、該側壁２９Ａの先端部に設けられ、前記上
側鋼板２１Ａを下側鋼板２２に対して水平方向に相対移
動可能に支持する摺動部材２７Ａとを有するものであ
り、前記両鋼板２１Ａ，２２の中心部が柱状のゴム部材
２５Ａにて連結されているタイプ、(Ｆ)図１１に示すよ
うに、前記支持手段が、基端部が下側鋼板２２の外周部
に固定され、上側鋼板２１Ｂに向かって延びる側壁２９
Ｂと、該側壁２９Ｂの先端部に設けられた第１の磁石２
８Ａと、前記上側鋼板２１Ｂに前記磁石２８Ａと反発し
合うように設けられ前記上側鋼板２１Ｂを磁力の反発力
で水平方向に相対移動可能に浮かせる第２の磁石（図示
せず）とを有するものであり、前記両鋼板２１Ｂ，２２
の中心部が柱状のゴム部材２５Ａにて連結されているタ
イプの６種類に分類される。

【００１１】ところで、これらの免震装置においては、
地震の震動による水平方向における相対移動時に、弾性
体の引っ張り力による復元力が発生するが、水平方向に
おける相対移動距離の限界は、弾性体の引っ張り強度及
び上側鋼板若しくは下側鋼板の大きさにより定められ
る。つまり、実際に起こり得る地震の大きさをある程度
想定し、その想定に基づき生じると推測される最大水平
荷重と最大水平相対移動量を満足するように、弾性体の
引っ張り強度を例えばそれの材質や形状等の要素で規定
することで、上側鋼板が水平方向において相対移動し過
ぎることがないようにされている。また、弾性体の引っ
張り強度が十分に確保されていれば、最大水平移動時
に、前記弾性体が、支持手段と当接してそれ以上の相対
移動を禁止するストッパとして機能するようにされてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、前記免震装置は、弾性体の引っ張り強度と上
側鋼板若しくは下側鋼板の大きさを、設計段階において
実際に起こり得る地震の大きさをある程度想定すること
で決定しているので、設計段階で想定した地震の大きさ
を超えるような、震動の大きな地震が発生した場合に
は、前記免震装置ではそれに対応できない。具体的に
は、（Ａ）のタイプであると、ボールが下側鋼板上を外
れて飛び出し、側面を構成する弾性体に衝突し、場合に
よっては、弾性体を破損するおそれがある。また、
（Ｂ）（Ｃ）のタイプについても、同様に、支持柱が弾
性体に乗り上げ、弾性体を破損するおそれがあり、
（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）のタイプについても、側壁が弾性体
と接触し、弾性体を破損するおそれがある。

【００１３】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、設計段階において想定した大きさを超える地震が
発生しても、両板部材の水平方向における相対移動量を
制限して、弾性体が破損するのを防止することができる
免震装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項ｌの発明は、上部
構造物と基礎との間に設けられ、地震に対する前記上部
構造物の揺れを抑えるようにした免震装置であって、前
記上部構造物に連結される第１の板部材と、前記第１の
板部材の下側に略平行に対向して設けられ、前記基礎に
連結される第２の板部材と、該第１及び第２の板部材の
間に設けられ、前記両板部材を水平方向に相対移動可能
に支持する支持手段と、前記両板部材を連結し、前記両
板部材が水平方向において相対移動したときに、前記両
板部材が対向する位置関係となる中立状態へ復帰させる
復元力を発現する弾性体と、前記両板部材のいずれか一
方に設けられ、前記支持手段との当接により前記両板部
材の水平方向における相対移動量が設定値を超えないよ
うに制限する水平移動制限手段とを備えるものである。
よって、両板部材は、該両板部材が対向する位置関係
で、弾性体が伸びていない中立状態と、支持部材が水平
移動制限手段に当接する状態との範囲内において、相対
移動するだけである。

【００１５】請求項１の発明によれば、地震発生時に
は、地震の震動エネルギによって、両板部材が、支持手
段にて水平方向において両板部材の間隔を一定値に保持
したまま、相対移動せしめられる。この両板部材の相対
移動によって弾性体が伸ばされ、前記両板部材が対向す
る位置関係で、弾性体が伸びていない、相対移動前の中
立状態に復帰させる復元力が発生し、この復元力が、上
部構造物の揺れを抑制するための減衰力として作用す
る。このため、上部構造物の揺れが抑えられ、地震の震
動収束後は、前記弾性体の復元力によって、前記中立状
態に戻される。

【００１６】また、前記両板部材の水平方向における相
対移動量が設定値を超えようとすると、前記支持手段が
水平移動制限手段に当接することとなり、その当接によ
り、前記設定値を超える第１及び第２の板部材の相対移
動が制限される。その結果、両板部材の水平方向におけ
る相対移動量が一定の範囲内に規制され、弾性体に無理
な力が作用せず、弾性体の破損が回避される。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の免震装置に
おいて、前記支持手段が、前記第１及び第２の板部材の
うち一方の板部材に基端部が固定され、他方の板部材に
向かって開口するボール保持部を先端部に有するボール
ホルダと、該ボールホルダのボール保持部内に転動可能
に保持され前記一方の板部材を他方の板部材に対して相
対移動可能に支持する球状のボールとを有するものであ
り、前記水平移動制限手段が、前記他方の板部材の外周
部に設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径
方向外方へのボールの相対移動を禁止する係止突部を有
するものである。

【００１８】請求項２の発明によれば、前記両板部材の
水平方向における相対移動量が設定値を超えようとする
と、係止突部にボールホルダあるいはボールが当接す
る。よって、その当接により、前記両板部材の水平方向
における相対移動が制限され、ボールが他方の板部材を
飛び出し、弾性体上に乗り上げたり、弾性体を破損した
りするのが回避される。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１の免震装置に
おいて、前記支持手段が、前記第１及び第２の板部材の
うち一方の板部材に基端部が固定され、先端部が他方の
板部材に摺動可能に当接する支持柱を有するものであ
り、前記水平移動制限手段が、前記他方の板部材の外周
部に設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径
方向外方への摺動部材の相対移動を禁止する係止突部を
有するものである。

【００２０】請求項４の発明は、請求項１の免震装置に
おいて、前記支持手段が、基端部が前記第１及び第２の
板部材のうち一方の板部材に固定され、他方の板部材に
向かって延びる支持柱と、該支持柱の先端部に設けられ
た第１の磁石と、前記他方の板部材に前記第１の磁石と
反発し合うように設けられ、前記一方の板部材を他方の
板部材に対して水平方向に相対移動可能に支持する第２
の磁石とを有するものであり、前記水平移動制限手段
が、前記他方の板部材の外周部に設けられ、前記一方の
板部材に向かって突出し半径方向外方への支持柱の相対
移動を禁止する係止突部を有するものである。ここで、
第２の磁石は、他方の板部材の一部に設けるようにして
もよいし、また、他方の板部材を、第１の磁石と反発し
合うように同極性の磁性体で形成し、全体で第２の磁石
として機能するようにしてもよい。

【００２１】よって、請求項３及び請求項４の発明によ
れば、前記両板部材の水平方向における相対移動量が設
定値を超えようとすると、他方の板部材に設けられた係
止突部に支持柱が当接する。その結果、その当接によ
り、前記両板部材の水平方向における相対移動が制限さ
れ、支持柱が弾性体に乗り上げたり、弾性体を破損した
りするのが回避される。

【００２２】請求項５の発明は、請求項１の免震装置に
おいて、前記支持手段が、基端部が前記第１及び第２の
板部材のいずれか一方の板部材の外周部に固定され、前
記一方の板部材よりも大径の他方の板部材に向かって延
びる側壁と、該側壁の先端部に周方向において略等間隔
に転動可能に保持され、前記一方の板部材を他方の板部
材に対して水平方向に相対移動可能に支持する少なくと
も３つの球状のボールとを有するものであり、前記水平
移動制限手段が、前記他方の板部材の外周部に設けら
れ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向外方へ
の側壁の相対移動を禁止する係止突部を有するものであ
る。この場合は、前記両板部材と側壁とで囲まれる空間
に、液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状の高分子材料
からなる減衰剤を充填する場合には、減衰剤が外部に漏
れ出るのを防止するために、側壁の先端部と他方の板部
材との間の隙間をシールするシール材を設けることが望
ましい。

【００２３】請求項６の発明は、請求項１の免震装置に
おいて、前記支持手段が、基端部が前記第１及び第２の
板部材のいずれか一方の板部材の外周部に固定され、前
記一方の板部材よりも大径の他方の板部材に先端部が摺
動可能に当接して他方の部材を水平方向に相対移動可能
に支持する側壁を有するものであり、前記水平移動制限
手段が、前記他方の板部材の外周部に設けられ、前記一
方の板部材に向かって突出し半径方向外方への側壁の相
対移動を禁止する係止突部を有するものである。

【００２４】請求項７の発明は、請求項１の免震装置に
おいて、前記支持手段が、基端部が前記第１及び第２の
板部材のいずれか一方の板部材の外周部に固定され、前
記一方の板部材よりも大径の他方の板部材に向かって延
びる側壁と、該側壁の先端部に設けられた第１の磁石
と、前記他方の板部材に前記第１の磁石と反発し合うよ
うに設けられ、前記他方の板部材を一方の板部材に対し
て水平方向に相対移動可能に支持する第２の磁石とを有
するものであり、前記水平移動制限手段が、前記他方の
板部材の外周部に設けられ、前記一方の板部材に向かっ
て突出し半径方向外方への側壁の相対移動を禁止する係
止突部を有するものである。

【００２５】よって、請求項５〜７の発明によれば、前
記両板部材の水平方向における相対移動量が設定値を超
えようとすると、一方の板部材に設けた係止突部に側壁
が当接する。その結果、その当接により、前記第１及び
第２の板部材の水平方向における相対移動が制限され、
また、側壁が弾性体に衝突して、弾性体を破損するのが
回避される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に沿って説明する。

【００２７】図ｌは本発明に係る免震装置１を示し、こ
の免震装置１は、建築物などの上部構造物と基礎との間
に設けられ、地震に対する前記上部構造物の揺れを抑え
るようにしたものであり、個人住宅などのように上部構
造物が軽量である場合に、特にその免震効果を発揮する
ものである。なお、本形態は、前述したタイプ（Ａ）
（図６参照）に相当するものである。

【００２８】前記免震装置１は、上部構造物と連結され
る一方の板部材である上側鋼板２と、この上側鋼板ｌの
下側に平行に対向して設けられ、上下面が水平となるよ
うに基礎と連結される他方の板部材である下側鋼板３と
を備えている。なお、上側鋼板２と下側鋼板３とは、同
一径の円板形状とされている。

【００２９】前記上側鋼板２の下面中心部に、ボールホ
ルダ５の基端部が取付固定され、このボールホルダ５
は、先端部に、下側鋼板３に向かって開口する円形凹状
のボール保持部５ａが形成されている。このボール保持
部５ａは、３つの略同径の球状ボール６，・・が転動可
能に保持されている。ボール６，・・は、同一円周上に
中心が位置するように略等間隔に配置され、ボールホル
ダ５のボール保持部５ａ内の上面に当接するようになっ
ている。また、ボールホルダ５の下面は、各ボール６の
中心よりも下側でかつ下側鋼板３の上面よりも上側に位
置するようになっている。このようにして、ボール６，
・・にて、ボールホルダ５を介して上側鋼板２を下側鋼
板３に対し、水平方向に相対移動可能に支持する支持手
段が構成されている。

【００３０】前記上側鋼板２及び下側鋼板３は、上側鋼
板２と下側鋼板３との間の空間を覆う円筒状のゴム部材
７（弾性体）にて弾性的に連結されている。すなわち、
前記ゴム部材７の上下両端部内に、上側鋼板２及び下側
鋼板３がそれぞれ嵌め込まれ、ゴム部材７の上下両端部
が、全周に亘って、上側鋼板２及び下側鋼板３の外周部
に加硫接着されている。このように加硫接着されること
によって、ゴム部材７と上側鋼板２及び下側鋼板３との
連結を確実ならしめるのに加えて、上側鋼板２と下側鋼
板３との間の空間を略密閉状に構成するようになってい
る。また、このゴム部材７は、両鋼板２，３が水平方向
において相対移動したときに、両鋼板２，３が対向する
位置関係となる中立状態へ復帰させる復元力を発現する
ようになっている。なお、このゴム部材７としては、天
然ゴム若しくは合成ゴムを主体とする配合ゴム、又はそ
のいずれかの配合ゴムを繊維で補強した繊維複合ゴムが
用いられる。

【００３１】また、前記ゴム部材７で覆われた上側鋼板
２と下側鋼板３との間の空間には、振動の減衰能力を調
整するために、液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状の
高分子材料からなる減衰剤８が充填されている。

【００３２】さらに、前記ボール６，・・が上面を転動
する下側鋼板３には、外周部に上側鋼板２に向かって突
出する円筒壁状の係止突部３ａが形成され、該係止突部
３ａの外周面に前記ゴム部材７が加硫接着されている。
この係止突部３ａは、ボール保持部５ａの下端部に当接
するのに十分な長さだけ突出しており、両鋼板２，３の
相対移動によりボールホルダ５のボール保持部５ａに衝
突して、ボール保持部５ａを含む上側鋼板２が半径方向
外方へそれ以上相対移動するのを制限し、ボール６，・
・の、半径方向外方へのさらなる転動を禁止するように
なっている。なお、前記係止突部３ａは、それの高さが
ボールホルダ５の下端部と下側鋼板３との間隔よりも大
きく、それの厚さｔ１がボール保持部５ａの壁厚ｔ２と
同一又はそれより厚くなっており、ボール保持部５ａに
確実に当接し、半径方向外方への相対移動を制限するよ
うに構成されている。また、前記係止突部３ａの内周部
分には、ボール６と同一か又はそれより曲率半径が小さ
いフィレット面（飾り面）を形成するようにしてもよ
い。さらに、前記係止突部３ａは、円筒壁状とされてい
るが、必ずしもそのように形成する必要はなく、ボール
６，・・やボール保持部５ａの半径方向外方への移動を
制限できるものであれば、例えば、下側鋼板３の外周部
に、周方向において間隔を存して間欠的に設けられる複
数個の係止突部としても差し支えない。

【００３３】続いて、前述した免震装置１の動作につい
て説明する。

【００３４】前記免震装置１は、軽量の上部構造物（例
えば、個人住宅等）が上側鋼板２に、基礎が下側鋼板３
にそれぞれ連結されるが、その状態では、上部構造物及
びそれに連結された上側鋼板２は、ボール６，・・によ
って、ボールホルダ５を介して下側鋼板３に支持される
こととなる。よって、両鋼板２，３の間隔は一定に保持
され、両鋼板２，３の相対移動の際に、上部構造物を上
下移動させることはない。

【００３５】また、微小な地震動が発生したり、台風時
のように大きな風圧が上部構造物に作用したりしても、
減衰剤８の抵抗力により上部構造物及び上側鋼板２の相
対移動が抑制される。すなわち、減衰剤８の抵抗力によ
って、上部構造物に日常的に作用する風力などには反応
せず、大きな地震動に対して、はじめて免震効果を発揮
することになる。

【００３６】さらに、前記ボールホルダ５は、上側鋼板
２の下面中心部に配置されているので、その上側鋼板２
の中心部に、上部構造物の荷重が作用するようにすれ
ば、上部構造物が安定して支持されると共に、地震発生
時にどの方向からの震動を受けても、上側鋼板２は下側
鋼板３に対してスムーズに相対移動することになる。

【００３７】その結果、前記ゴム部材７による復元力
が、ボール６，・・が転動する際に生ずる転がり摩擦
力、減衰剤８による変形抵抗力と共に、上部構造物の揺
れを抑制する減衰力として作用するので、上部構造物を
上下移動させることなく、上部構造物の揺れを抑制し
て、上部構造物の内部に設置したものが倒れたりするの
を防止することができる。

【００３８】また、万一、予想以上に震動の大きな地震
が発生したとしても、ボール保持部５ａ及びボール６，
・・がゴム部材７の内周面に当接することとなり、両鋼
板２，３の相対移動量が一定の範囲内に制限されるの
で、上側鋼板２の過大な相対移動が抑制される。また、
設計段階において想定した震動の大きさを超える地震が
発生し、両鋼板２，３が設定値を超えて相対移動しよう
としても、水平方向に移動したボール保持部５ａ及びボ
ール６，・・は、図２に示すように、係止突部３ａに衝
突し、それ以上のボール６，・・の転動が制限される。
その結果、ボール６，・・の半径方向外方への移動が係
止突部３ａとの当接によって禁止されるので、ボール
６，・・がゴム部材７に接触することがなく、接触によ
るゴム部材７の破損が防止される。また、そのような当
接によって、ゴム部材７が必要以上に伸びるのも回避さ
れるので、ボール６，・・が下側鋼板３より外部に飛び
出したり、側面を構成するゴム部材７に乗り上げたりす
ることもない。

【００３９】そして、地震の震動収束後は、前記ゴム部
材８が伸びたことによって生ずる復元力によって、両鋼
板２，３は、それらが対向する中立位置に戻されること
になる。

【００４０】従って、個人住宅などのように、上部構造
物が軽量であっても、効果的に免震機能を発揮させるこ
とができると共に、構造を簡略化しつつ、ゴム部材７の
破損の問題を生ずることなく、免震効果の優れた免震装
置１が得られる。

【００４１】前記実施の形態においては、支持手段とし
て、ボールホルダ５及びボール６，・・を用いている
が、それに代えて、支持柱と摺動部材とを用いた場合
（前述したタイプ（Ｂ）（図７参照）に相当するもの）
や、支持柱と磁石とを用いた場合（前述したタイプ
（Ｃ）（図８参照）に相当するもの）についても同様に
適用することができるので、続いて、支持柱と摺動部材
とを用いた場合について説明する。

【００４２】すなわち、図３に示すように、上側鋼板２
の下面中心部に、下方向に延びる略円柱状の鋼鉄製支持
柱１１の上端部が接着又はボルトなどにより取付固定さ
れ、その支持柱１１の下端部に、支持柱１１と略同じ径
の円板形状の摺動部材１２が接着又はボルトなどにより
同心状に取付固定され、上側鋼板２、支持柱１１及び摺
動部材１２が一体化されている。この摺動部材１２は、
低摩擦係数の樹脂などの高分子材料からなり、上側鋼板
２を水平方向に相対移動可能に支持させる機能を有する
ものである。

【００４３】この摺動部材１２としては、具体的には、
圧縮強度が強く、自己潤滑性を有する樹脂（例えば、フ
ッ素樹脂）、固体潤滑剤又は補強繊維を混合することに
より低摩擦係数化した潤滑性樹脂などが用いられる。上
側鋼板２を確実に支持しかつ摺動性が良好なものであれ
ば、他の樹脂や金属を用いることもできる。

【００４４】また、前記支持柱１１の下端部に摺動部材
１２を取付固定する代わりに、下側鋼板３と略同じ大き
さの摺動部材を下側鋼板３の上面に取付固定し、支持柱
１１の下端部がその摺動部材の上面を摺動するように構
成することもできる。

【００４５】この実施の形態においても、設計段階にお
いて想定した大きさを超える地震が発生し、両鋼板２，
３を設定値を超えて相対移動させようとしても、水平方
向に相対移動した上側鋼板２側の支持柱１１及び摺動部
材１２が下側鋼板側３の係止突部３ａの内側面に衝突
（当接）し、衝突によりそれを超える摺動部材１２の摺
動（移動）が制限される。その結果、摺動部材１２がゴ
ム部材７に接触することがなく、接触によるゴム部材７
の破損が防止され、また、そのような当接によってゴム
部材７が必要以上に伸びるのも回避されるので、摺動部
材１２が下側鋼板３より外部に飛び出したり、側面を構
成するゴム部材７に乗り上げたりすることもない。

【００４６】前記両実施の形態においては、弾性体とし
てのゴム部材７の上下端部を上側鋼板２及び下側鋼板３
に接着しているだけであるが、それらをより一層強固に
結合するために、ゴム部材７の上下両端部を、それぞ
れ、金属や繊維で補強した締付バンドにより、上側鋼板
２及び下側鋼板３の外周面に対して締め付けるようにし
てもよい。また、ゴム部材７としては、一様厚さのもの
を用いているが、肉厚が変化するものを用いることもで
き、さらに、ゴム部材７に代えて、上側鋼板２及び下側
鋼板３の外周部間に周方向に略等間隔をあけて掛け渡さ
れた複数のコイルばねを用いることも可能である。

【００４７】また、前記両実施の形態においては、上側
鋼板２にボールホルダ５や支持柱１１の上端部を接着又
はボルトなどにより取付固定するようにしているが、上
側鋼板２とボールホルダ５や支持柱１１とを一体的に形
成することもできるし、また、支持柱１１と摺動部材１
２とを、摺動性を発揮できる材料で一体的に形成するこ
ともできる。

【００４８】さらに、前記両実施の形態では、ボールホ
ルダ５や、支持柱１１及び摺動部材１２を上側鋼板２の
下面中心部に取付固定するようにしているが、それらが
ゴム部材７に当接するまでの距離が大きい場合には、上
側鋼板２の外周部以外の下面であれば、どこに取付固定
してもよい。

【００４９】さらにまた、前記両実施の形態では、ボー
ルホルダ５や、支持柱１１及び摺動部材１２を上側鋼板
２の下面中心部に取付固定するようにしているが、それ
らを下側鋼板３の上面中心部に取付固定するように構成
することもできる。この場合も、地震の発生時に、両鋼
板２，３が水平方向において相対移動するので、前記実
施の形態と同様の作用効果が得られる。

【００５０】ところで、従来例の欄で説明したように、
免震装置のタイプとしては、前述した（Ａ）〜（Ｃ）の
タイプのほか、（Ｄ）〜（Ｆ）（図９〜図１１参照）の
タイプがある。これらにも同様に本発明を適用すること
ができるので、以下、一例として、支持手段として、側
壁とその上端部に設けられた摺動部材とを用いるタイプ
（Ｅ）に適用した場合に説明する。なお、図１〜図３に
示す構造と同一の構成要素については同一の符号を用
い、その詳細な説明を省略する。

【００５１】図４に示すように、上側鋼板２Ａと、この
上側鋼板２Ａの下側に平行に対向して設けられ、上下面
が水平となるように基礎と連結される下側鋼板３Ａとを
備え、上側鋼板２Ａの径が下側鋼板３Ａのそれよりも大
きく形成されている。なお、両鋼板２Ａ，３Ａは共に円
形状である。

【００５２】前記下側鋼板３Ａは、その外周部に、上側
鋼板２Ａに向かって延びる円筒状の側壁１６の基端部が
固定されている。そして、側壁１６の先端部に、上側鋼
板２Ａを下側鋼板３Ａに対して水平方向に相対移動可能
に支持する摺動部材１２Ａが設けられている。また、上
側鋼板２Ａの下面外周部には、水平移動制限手段とし
て、下側鋼板３に向けて突出する円筒壁状の係止突部２
ａが設けられている。なお、前記側壁１６及び摺動部材
１２Ａは、全周に連続して設ける必要はなく、側壁及び
摺動部材を柱状にし、それらを周方向において一定間隔
でもって複数個設けるようにしてもよく、また、側壁と
下側鋼板とを別部材としないで、１つの部材として一体
的に形成するようにしてもよい。また、係止突部２ａ
も、同様に、全周に連続して設ける必要はなく、側壁１
６や摺動部材１２Ａの相対移動を制限できるものであれ
ば、周方向において間欠的に設けるようにすることも可
能である。

【００５３】また、前記上側鋼板２Ａ及び下側鋼板３Ａ
の中心部同士が、前述したのと同様な復元力を発現する
円柱状のゴム部材７Ａ（弾性体）にて弾性的に連結され
ている。すなわち、前記ゴム部材７Ａの上下両端部が、
上側鋼板２Ａ及び下側鋼板３Ａの中心部に加硫接着さ
れ、ゴム部材７Ａと上側鋼板２Ａ及び下側鋼板３Ａとの
連結を確実ならしめている。なお、側壁１６から係止突
部２ａまでの距離Ｗ１よりも、側壁１６からゴム部材７
Ａまでの距離Ｗ２の方が大きく設定されている。

【００５４】よって、設計段階において想定した大きさ
を超える地震が発生した場合であっても、水平方向にお
いて相対移動した側壁１６及び摺動部材１２Ａは、図５
に示すように、係止突部２ａに当接（衝突）し、その当
接により、それを超える相対移動が制限される。特に、
側壁１６から係止突部２ａまでの距離Ｗ１よりも、側壁
１６からゴム部材７Ａまでの距離Ｗ２の方を大きくして
いるので、内部のゴム部材７Ａが、側壁１６や摺動部材
１２Ａに接触することがなく、接触によるゴム部材７の
破損が防止される。また、そのような当接によってゴム
部材７が必要以上に伸びるのも回避されるので、摺動部
材１２が下側鋼板３より外部に飛び出したりすることも
ない。

【００５５】ところで、本発明は、以上の説明した実施
の形態に限定されるものではなく、以下に説明するよう
に種々の変更が可能である。

【００５６】前記各実施の形態では、上側鋼板２，２Ａ
及び下側鋼板３の間に形成される閉空間に、大きな減衰
力が得られるように、液状の粘性材料又は粉状若しくは
粒状の高分子材料からなる減衰剤８を充填するようにし
ているが、このような減衰剤８を充填することは必ずし
も必要ではなく、減衰剤を省略して、ボール６の材質や
大きさなどの調整により、摺動部材１２の材質や表面粗
さなどの調整により、あるいは磁石の磁力の調整により
対応することも可能である。

【００５７】前記各実施の形態では、上側鋼板及び下側
鋼板として円形状の鋼板を用いているが、強化プラスチ
ックなどの高剛性材料からなる円形状の板を使用しても
よく、また、形状も、円形状に代えて、多角形状とする
ことも可能である。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に述べるような効果を奏する。

【００５９】請求項１の発明は、両板部材の相対移動に
よって弾性体が伸ばされると、前記両板部材を、弾性体
が伸びていない、相対移動前の中立状態に復帰させる復
元力を弾性体が発生するようにしているので、前記復元
力を、上部構造物の揺れを抑制するための減衰力として
作用させ、上部構造物の揺れを抑えると共に、地震の震
動収束後は、前記弾性体の復元力によって、前記中立状
態に戻すことが可能となり、また、設定値を超える両板
部材の水平方向における相対移動量を水平移動制限手段
によって制限するようにしているので、設計段階におい
て想定した大きさを超える地震が発生しても、弾性体に
無理な力が作用することがなく、弾性体の破損を防止
し、安全性の向上を図ることができる。

【００６０】請求項２の発明は、両板部材の水平方向に
おける相対移動量が設定値を超える場合には、係止突部
にボールが当接して、両板部材の水平方向における相対
移動量を制限するようにしているので、ボールが他方の
板部材を飛び出し、弾性体に乗り上げたり、弾性体を破
損したりするのを回避することができる。

【００６１】請求項３及び請求項４の発明は、両板部材
の水平方向における相対移動量が設定値を超える場合に
は、他方の板部材に設けた係止突部に支持柱が当接し、
前記両板部材の水平方向における相対移動量を制限する
ようにしているので、支持柱が弾性体に乗り上げたり、
弾性体を破損したりするのを回避できる。

【００６２】請求項５〜７の発明は、両板部材の水平方
向における相対移動量が設定値を超える場合には、一方
の板部材に設けた係止突部に側壁が当接し、前記両板部
材の水平方向における相対移動量を制限するようにして
いるので、側壁が弾性体に衝突して、弾性体を破損した
りするのを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る免震装置を示す概略構成図であ
る。

【図２】上側鋼板及び下側鋼板が水平方向において最も
移動した状態を示す説明図である。

【図３】本発明に係る免震装置の他の実施の形態を示す
概略構成図である。

【図４】本発明に係る免震装置のさらに別の実施の形態
を示す概略構成図である。

【図５】本発明に係る免震装置のさらに別の実施の形態
についての図２と同様の図である。

【図６】本発明の前提となる免震装置のタイプ（Ａ）の
概略構成を示す説明図である。

【図７】本発明の前提となる免震装置のタイプ（Ｂ）の
概略構成を示す説明図である。

【図８】本発明の前提となる免震装置のタイプ（Ｃ）の
概略構成を示す説明図である。

【図９】本発明の前提となる免震装置のタイプ（Ｄ）の
概略構成を示す説明図である。

【図１０】本発明の前提となる免震装置のタイプ（Ｅ）
の概略構成を示す説明図である。

【図１１】本発明の前提となる免震装置のタイプ（Ｆ）
の概略構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１免震装置２上側鋼板２Ａ上側鋼板２ａ係止突部３下側鋼板３Ａ下側鋼板３ａ係止突部５ボールホルダ５ａボール保持部６摺動部材７ゴム部材（弾性体）７Ａゴム部材８減衰剤１１支持柱１２摺動部材１２Ａ摺動部材１６側壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部構造物と基礎との間に設けられ、地
震に対する前記上部構造物の揺れを抑えるようにした免
震装置であって、前記上部構造物に連結される第１の板部材と、前記第１の板部材の下側に略平行に対向して設けられ、
前記基礎に連結される第２の板部材と、該第１及び第２の板部材の間に設けられ、前記両板部材
を水平方向に相対移動可能に支持する支持手段と、前記両板部材を連結し、前記両板部材が水平方向におい
て相対移動したときに、前記両板部材が対向する位置関
係となる中立状態へ復帰させる復元力を発現する弾性体
と、前記両板部材のいずれか一方に設けられ、前記支持手段
との当接により前記両板部材の水平方向における相対移
動量が設定値を超えないように制限する水平移動制限手
段とを備えることを特徴とする免震装置。
【請求項２】前記支持手段は、前記第１及び第２の板
部材のうち一方の板部材に基端部が固定され、他方の板
部材に向かって開口するボール保持部を先端部に有する
ボールホルダと、該ボールホルダのボール保持部内に転
動可能に保持され前記一方の板部材を他方の板部材に対
して相対移動可能に支持する球状のボールとを有するも
のであり、前記水平移動制限手段は、前記他方の板部材の外周部に
設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向
外方へのボールの相対移動を禁止する係止突部を有する
ものである請求項１記載の免震装置。
【請求項３】前記支持手段は、前記第１及び第２の板
部材のうち一方の板部材に基端部が固定され、先端部が
他方の板部材に摺動可能に当接する支持柱を有するもの
であり、前記水平移動制限手段は、前記他方の板部材の外周部に
設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向
外方への摺動部材の相対移動を禁止する係止突部を有す
るものである請求項１記載の免震装置。
【請求項４】前記支持手段は、基端部が前記第１及び
第２の板部材のうち一方の板部材に固定され、他方の板
部材に向かって延びる支持柱と、該支持柱の先端部に設
けられた第１の磁石と、前記他方の板部材に前記第１の
磁石と反発し合うように設けられ、前記一方の板部材を
他方の板部材に対して水平方向に相対移動可能に支持す
る第２の磁石とを有するものであり、前記水平移動制限手段は、前記他方の板部材の外周部に
設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向
外方への支持柱の相対移動を禁止する係止突部を有する
ものである請求項１記載の免震装置。
【請求項５】前記支持手段は、基端部が前記第１及び
第２の板部材のいずれか一方の板部材の外周部に固定さ
れ、前記一方の板部材よりも大径の他方の板部材に向か
って延びる側壁と、該側壁の先端部に周方向において略
等間隔に転動可能に保持され、前記一方の板部材を他方
の板部材に対して水平方向に相対移動可能に支持する少
なくとも３つの球状のボールとを有するものであり、前記水平移動制限手段は、前記他方の板部材の外周部に
設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向
外方への側壁の相対移動を禁止する係止突部を有するも
のである請求項１記載の免震装置。
【請求項６】前記支持手段は、基端部が前記第１及び
第２の板部材のいずれか一方の板部材の外周部に固定さ
れ、前記一方の板部材よりも大径の他方の板部材に先端
部が摺動可能に当接して他方の部材を水平方向に相対移
動可能に支持する側壁を有するものであり、前記水平移動制限手段は、前記他方の板部材の外周部に
設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向
外方への側壁の相対移動を禁止する係止突部を有するも
のである請求項１記載の免震装置。
【請求項７】前記支持手段は、基端部が前記第１及び
第２の板部材のいずれか一方の板部材の外周部に固定さ
れ、前記一方の板部材よりも大径の他方の板部材に向か
って延びる側壁と、該側壁の先端部に設けられた第１の
磁石と、前記他方の板部材に前記第１の磁石と反発し合
うように設けられ、前記他方の板部材を一方の板部材に
対して水平方向に相対移動可能に支持する第２の磁石と
を有するものであり、前記水平移動制限手段は、前記他方の板部材の外周部に
設けられ、前記一方の板部材に向かって突出し半径方向
外方への側壁の相対移動を禁止する係止突部を有するも
のである請求項１記載の免震装置。