JPH11336831A - 免震装置 - Google Patents

免震装置

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JPH11336831A
JPH11336831A JP13961098A JP13961098A JPH11336831A JP H11336831 A JPH11336831 A JP H11336831A JP 13961098 A JP13961098 A JP 13961098A JP 13961098 A JP13961098 A JP 13961098A JP H11336831 A JPH11336831 A JP H11336831A
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JP
Japan
Prior art keywords
spherical surface
balls
support
building
seismic isolation
Prior art date
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Pending
Application number
JP13961098A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Aoto
邦夫 青砥
Yoshikatsu Miura
義勝 三浦
Kenichi Yano
憲一 箭野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Publication date
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】建物の免震や免震床に適用されるボールベアリ
ング支承において、複数のボールで支承することで、コ
ンパクトな構造で大きな支持能力が得られ、複数のボー
ルを用いても、復元装置を付加することなく復元力を付
与できるようにする。 【解決手段】上面に凹状球面2aが形成された受皿2を
コンクリート基礎A上に設置し、凹状球面2a上を転動
可能な複数のボール3が下部に組み込まれた支承体4を
球面ヒンジ5を介して建物Bや床に取り付けて免震装置
1を構成し、支承体4の凸状球面4aと受皿2の凹状球
面2a間に位置する複数のボール3により載荷重を均等
に負担させて、大きな支持能力を得ると共に、複数のボ
ール3が凹状球面2a上を円滑に移動することで、復元
装置を別途設置することなく、原位置に自動復帰できる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物の免震あるい
は免震床などに適用されるボールベアリング支承を用い
た免震装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】転がり支承であるボールベアリング支承
は、摩擦板と滑り板による滑り支承と比べて、免震効果
が高く、復元性能を持たせることができるなどの利点が
ある。従来のボールベアリング支承としては、図3(b)
に示すように、円錐状凹曲面51aが上面に形成された
すり鉢状の受皿51と、支承体52の下部に多数の小径
の支持ボール53を介して回転自在に組み込まれた1個
の大径ボール54からなるボールベアリング支承50が
一般的である(実公平8−8363号公報など)。受皿
51はコンクリート基礎等の下部構造体Aの上面に設置
され、支承体52は建物等の上部構造体Bの下面に取り
付けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のボールベアリン
グ支承50は、大径ボール54が1個なので、受皿51
の上面がどのような形状でも支障なく移動することがで
き、また地震等の終了後に自動的に原位置に復帰させる
復元性能を受皿51の上面形状により容易に確保するこ
とができる。しかし、大径ボール54が1個であるた
め、載荷重が大きくなると、ボールサイズがどんどん大
きくなり、その実用上の直径制限から最大荷重が限定さ
れるという問題があった。
【0004】この問題を解決する手段として、図3(c)
に示すように、支承体61の下部に複数個の小径ボール
62を組み込んで載荷重を分散させるボールベアリング
支承60がある(特公平6−35769号公報など)。
しかし、この場合、複数の小径ボール62に対して受皿
63の上面63aはフラットな面としなければならず、
フラットな面では、地震等の終了後に支承体・上部構造
が原位置に戻らないため、図4に示すように、スプリン
グ70や積層ゴム71等の復元装置を別途付加する必要
があり、コストアップとなる問題がある。
【0005】本発明は、前述のような問題を解消すべく
なされたもので、その目的は、複数のボールで支承する
ことにより、コンパクトな構造で大きな支持能力が得ら
れ、複数のボールを用いても、復元装置を付加すること
なく復元力を付与することのできる免震装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の免震装置は、上
面に凹状球面が形成された受皿を下部構造体(コンクリ
ート基礎など)上に設置し、前記凹状球面上を転動可能
な複数のボールが下部に組み込まれた支承体を球面ヒン
ジを介して上部構造体(建物や床など)に取り付けてな
ることを特徴とする。支承体の複数のボールが当接する
下部支持面は前記凹状球面と同じ曲率の凸状球面とし、
支承体と受皿の間に位置する複数のボールに均等に載荷
重を負担させるようにする。また、支承体は、地震時等
に複数のボールが支承体と受皿の間を移動し、一側から
すくい上げられ、他側から支承体と受皿間に供給される
循環型とし、動摩擦係数を小さくして免震効果を高める
のが好ましい。
【0007】以上のような構成において、地震などによ
り基礎側の受皿と建物側の支承体が相対移動し、支承体
下部の複数のボールが凹状球面上を回転しつつ移動し、
基礎側と建物側があらゆる方向に円滑に相対移動し、基
礎側と建物側が絶縁されることで完全な免震効果が得ら
れる。受皿の凹状球面と球面ヒンジにより複数のボール
に載荷重を均等に負担させることができ、コンパクトな
構造で大きな支持能力が得られると共に、複数のボール
を組み込んだ支承体を常に自重で原位置に復帰させるこ
とができ、従来のスプリングや積層ゴム等による復元装
置を省略することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。図1は本発明のボールペアリン
グ支承による免震装置を建物の免震に適用した一例を示
す縦断面図である。図2は本発明の免震装置の作動状態
を示したものである。図3(a) は本発明の免震装置の部
分詳細図である。
【0009】図1に示すように、本発明のボールベアリ
ング支承による免震装置1は、主として、コンクリート
基礎Aの基礎柱部A1 の上に設置される受皿2と、この
受皿2の上面2a上を転動可能な多数個の小径ボール
(鋼球)3と、この小径ボール3が下部に組み込まれる
支承体4と、建物Bの建物側梁B1 と支承体4の間に配
設される球面ヒンジ5から構成されている。
【0010】受皿2は、基礎柱部A1 の天端面の不陸を
整えるために敷かれる特殊モルタルからなるレベリング
材6等の上に接着され、さらにリング状等の滑り止め部
材7により固定される。この滑り止め部材7はアンカー
ボルト8を介してレベリング材6および基礎柱部A1
定着される。
【0011】受皿2は高硬度の材料からなり、上面2a
は一定の曲率の凹状球面とされている。円錐状の凹曲面
とした場合、中央部において多数個の小径ボール3の一
部が受皿2の上面に接触せず、また円滑な移動ができな
いが、凹状球面とすることにより、多数個の小径ボール
3が常に受皿2の上面に接触して均等に荷重を負担し、
また受皿2上を円滑に転動することができる。
【0012】受皿2と支承体4との間には多数の小径ボ
ール3が入れられ、支承体4の回りにクリアランスcを
おいて配置されたガイドブロック9により、多数の小径
ボール3の離脱を阻止しつつ多数の小径ボール3の循環
移動を可能としている。支承体4の下部支持面4aは受
皿2の凹状球面2aの曲率半径と同じ曲率半径の凸状球
面とし、多数の小径ボール3で載荷重を均等に支持でき
るようにする。
【0013】ガイドブロック9は、その下端が受皿2の
凹状球面2aから僅かな隙間をおいて切り離されるよう
に、支承体4の上部フランジにボルト等で固定されてい
る。また、ガイドブロック9の内周面は、支承体4の外
周面に沿った形状とされており、受皿2と支承体4の相
対移動時に小径ボール3を下端ですくい上げる構造とさ
れている。また、クリアランスcは小径ボール3の径と
同程度の大きさで、支承体4の外周を周回して設けられ
ている。
【0014】従って、地震時等において支承体4が受皿
2に対して水平移動すると、支承体4の移動方向と反対
側の小径ボール3がガイドブロック9によりすくい上げ
られてクリアランスcに入り込み、次いで支承体4外周
面とガイドブロック9内周面との間を通って移動方向側
へ回り込んで落下し、再び支承体4と受皿2との間に介
在する(図3(a) 参照)。このように小径ボール3が回
転しながら移動することで動摩擦係数が小さくなり、高
い免震効果が得られる。
【0015】球面ヒンジ5は、半球凸状の球面ヒンジ部
材5aと、これを受ける半球凹状の球面受座5bからな
り、球面ヒンジ部材5aに対して支承体4があらゆる方
向に回転できるように、上部の建物を支持するものであ
る。球面ヒンジ部材5aは取付部材10の下部に形成
し、この取付部材10の上部フランジを建物側梁B1
下部フランジにボルト・ナット11で固定し、球面受座
5bは支承体4の上部に形成する。なお、これとは逆
に、球面ヒンジ部材5aを支承体4に設け、球面受座5
bを取付部材10に設けてもよい。
【0016】取付部材10には、可撓性のダストカバー
12を設け、水や砂などが受皿2と支承体4の間、ある
いは球面ヒンジ部材5aと球面受座5bの間に侵入しな
いようにする。このダストカバー12は、受皿2の凹状
球面2a全体を完全に覆うような例えば傘状に形成し、
先端部分には凹状球面2aの外周縁に当接するダストシ
ール13を設け、密閉可能とする。
【0017】以上のような構成の免震装置1において、
地震などにより基礎側あるいは建物側が水平移動する
と、図2(a) に示すように、支承体4下部の多数の小径
ボール3が受皿2の凹状球面2a上を円滑に回転しつつ
移動し、図2(b) に示すように、支承体4の傾斜は球面
ヒンジ5で吸収され、多数の小径ボール3に載荷重を均
等に負担させることができると共に、地震等がおさまる
と支承体4を常に自重で原位置に復帰させることができ
る。
【0018】なお、建物の免震支承などに適用する場合
には、本発明の免震装置1とは別にダンパー(オイルダ
ンパー、鉛ダンバー、鋼棒ダンパー等)を設置して水平
振動を減衰させることはいうまでもない。
【0019】また、以上は建物の免震に適用した例を示
したが、これに限らず、免震床などにも適用することが
できる。免震床などに適用した場合には、鉛直振動を遮
断するコイルバネや空気ばね、あるいは鉛直振動を減衰
させるオイルダンパー等を取付部材10と上部構造体と
の間に設けることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明の免震装置は、上面に凹状球面が
形成された受皿を下部構造体上に設置し、前記凹状球面
上を転動可能な複数のボールが下部に組み込まれた支承
体を球面ヒンジを介して上部構造体に取り付けて構成さ
れているため、次のような効果を奏する。 (1) 受皿の凹状球面と球面ヒンジにより複数のボールに
載荷重を均等に負担させることができ、コンパクトな構
造で大きな支持能力が得られ、載荷重の大きな建物等に
も適用が可能となる。 (2) 複数のボールを組み込んだ支承体を常に自重で原位
置に復帰させることができ、従来のスプリングや積層ゴ
ム等による復元装置を省略することができ、コストの低
減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の免震装置を建物の免震に適用した1例
を示す縦断面図である。
【図2】本発明の免震装置の作動状態を示す概略正面図
である。
【図3】(a) は本発明の免震装置の部分詳細の縦断面
図、(b) は従来の1個の大径ボールによるボールベアリ
ング支承を示す縦断面図、(c) は従来の複数の小径ボー
ルによるボールベアリング支承を示す縦断面図である。
【図4】従来の複数の小径ボールによるボールベアリン
グ支承とその復元装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
A……コンクリート基礎(下部構造体) A1 …基礎柱部 B……建物(上部構造体) B1 …建物側梁 1……免震装置 2……受皿 2a…凹状球面(上面) 3……小径ボール(鋼球) 4……支承体 4a…凸状球面(下部支持面) 5……球面ヒンジ 5a…球面ヒンジ部材 5b…球面受座 6……レベリング材 7……滑り止め部材 8……アンカーボルト 9……ガイドブロック 10……取付部材 11……ボルト・ナット 12……ダストカバー 13……ダストシール c……クリアランス 50……従来のボールベアリング支承 51……受皿 51a…円錐状凹曲面 52……支承体 53……支持ボール 54……大径ボール 60……従来のボールベアリング支承 61……支承体 62……小径ボール 63……受皿 63a…フラットな面 70……スプリング 71……積層ゴム
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の免震装置は、上
面に凹状球面が形成された受皿を下部構造体(コンクリ
ート基礎など)上に設置し、前記凹状球面上を転動可能
な複数のボールが下部に組み込まれた支承体を球面ヒン
ジを介して上部構造体(建物や床など)に取り付けて
成され、前記支承体は、支承体の回りにボールの径と同
程度のクリアランスをおいて配置されたガイドブロック
を有し、地震時等に前記複数のボールが支承体と受皿の
間を移動し、一側からすくい上げられ、支承体外周面と
ガイドブロック内周面の間を通って他側から支承体と受
皿間に供給されるボール循環型であることを特徴とす
る。支承体の複数のボールが当接する下部支持面は前記
凹状球面と同じ曲率の凸状球面とし、支承体と受皿の間
に位置する複数のボールに均等に載荷重を負担させるよ
うにする

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面に凹状球面が形成された受皿を下部
    構造体上に設置し、前記凹状球面上を転動可能な複数の
    ボールが下部に組み込まれた支承体を球面ヒンジを介し
    て上部構造体に取り付けてなることを特徴とする免震装
    置。
JP13961098A 1998-05-21 1998-05-21 免震装置 Pending JPH11336831A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13961098A JPH11336831A (ja) 1998-05-21 1998-05-21 免震装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP13961098A JPH11336831A (ja) 1998-05-21 1998-05-21 免震装置

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JPH11336831A true JPH11336831A (ja) 1999-12-07

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ID=15249305

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13961098A Pending JPH11336831A (ja) 1998-05-21 1998-05-21 免震装置

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JP (1) JPH11336831A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157357A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Ntn Corp 転がり支持装置およびそれを備えた免震装置
CN101831955A (zh) * 2010-05-19 2010-09-15 徐国彬 万向铰支座

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000125