(57)【要約】【課題】支える構造物の地震時における揺れをさらに抑制できる構造物の免震装置を提供する。【解決手段】免震装置５は、ケース６、鋼球受け座７、複数の小ボール９、メインボール１０、及びボール保持部材１１Ａ，１１Ｂを備える。建築物に取り付けられるケース６内に鋼球受け座７が配置され、鋼球受け座７がケース６に取り付けられる。メインボール１０が鋼球受け座７内に下方より挿入される。複数の小ボール９が、鋼球受け座７とメインボール１０との間に配置され、鋼球受け座７及びメインボール１０に接触している。ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂが、ケース６の下面に取り付けられ、メインボール１０の下側部分を保持する。ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂのそれぞれがメインボール１０と接触している長さの合計は、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂが接触している位置での横断面における、メインボール１０の周長の一部である。【選択図】図２
2014214430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎と構造物の間に配置される構造物の免震装置であって、
前記構造物に取り付けられるケースと、前記ケースと前記基礎の間に配置されて転動する金属製の第１ボールと、前記ケースに取り付けられ前記第１ボールの下側部分に接触する複数のボール保持部材とを備え、
前記複数のボール保持部材の、前記第１ボールとの接触部分の長さの合計が、前記ボール保持部材が前記第１ボールに接触している位置での前記第１ボールの横断面における前記第１ボールの周長よりも短くなっていることを特徴とする構造物の免震装置。
【請求項２】
基礎と構造物の間に配置される構造物の免震装置であって、
ケースと、前記ケースと前記基礎の間に配置されて転動する金属製の第１ボールと、前記ケースの上端部に取り付けられた支持部材と、前記支持部材の上面に取り付けられて前記構造物に取り付けられる複数のバネ部材とを備えたことを特徴とする構造物の免震装置。
【請求項３】
前記ケース内に配置されて前記ケースに取り付けられたボール受け座と、前記ボール受け座内に挿入された前記第１ボールと、前記ボール受け座内に形成された曲面と前記第１ボールとの間に配置され、前記第１ボールの直径よりも小さい直径を有し、前記ボール受け座の前記曲面及び前記第１ボールの表面に接触する複数の第２ボールとを備えた請求項１または２に記載の構造物の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の免震装置に係り、特に、建物を支持するのに好適な構造物の免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物である建築物の免震装置は、建築物と基礎との間に配置されて建築物を支えており、地震時において水平方向に移動して地震による建築物の揺れを軽減する。免震装置としては、ゴム等の弾性材料を使用してこの弾性材料の弾性を利用した免震装置、及び転がるボールを有する免震装置等が知られている。後者のボールを有する免震装置（以下、便宜的にボール免震装置という）は比較的小規模な構造物に適用することができる。
【０００３】
ボール免震装置はバネ及びダンパを併用することで、所望の免震効果を得ることができる。このボール免震装置は、基礎部材上を転がるメインボール、及びメインボールとボール受座の間に配置されてメインボールの表面に接触する複数の小ボールを有している。メインボール及び小ボールは鋼球であり、小ボールの直径はメインボールのそれよりも小さくなっている。複数の小ボールは、メインボールとボール受座の間で自由に転動するため、水平方向の地震動を絶縁することができ、支えている構造物の水平方向の揺れを抑制することができる。しかしながら、そのようなボール免震装置では、大地震時における複雑な上下動及び水平動により構造物が浮き上がる場合に、複数の小ボールがボール免震装置から脱落する恐れがある。ボール免震装置は、小ボールが脱落したときに所望の免震効果を発揮できなくなるとういう課題を有している。このような課題を改善する幾つかの対策案が知られている。これらの対策案では、メインボールの下側を支持し、地震時に構造物が浮き上がったとしても、メインボールが構造物の上下動に追従してメインボールとボール受座の間の距離が広がらないようにしている。これらの対策案の例を以下に説明する。
【０００４】
特開２００７−１１３３７７号公報に記載された免震装置は、建築物の土台の下面に取り付ける滑りストッパー、鋼球及び抜止板（脱落防止部材）を有する。鋼球が滑りストッパーに形成されて下方に向かって開口している平底孔内に挿入され、鋼球の直径よりも小さな円形の貫通孔を形成した抜止板を滑りストッパーの下面に取り付け、底孔内に挿入された鋼球の下側の部分を抜止板に形成した貫通孔内に挿入して抜止板よりも下方に突出させている。この免震装置が取り付けられた建築物が地震時に浮き上がったとしても、抜止板より支持されている鋼球は底孔内から落下しなく建築物の上下動に追従して上下方向に移動する。
【０００５】
特開２００２−１１５４１９号公報に記載された免震装置は、ボール保持凹部が形成されて建築物の下面に取り付けられるボール保持体、ボール及び脱落防止材（脱落防止部材）を有する。ボールがボール保持体のボール保持凹部内に挿入されており、中央部に貫通孔が形成されて縦断面がＬ字状をした環状の脱落防止材が、ボール保持凹部の開口部に圧入されてボール保持体に取り付けられている。ボール保持凹部内に挿入されたボールの下側の部分が、脱落防止材に形成された貫通孔内に挿入され、脱落防止材よりも下方に突出している。脱落防止材により支持されたボールも、地震時における建築物の上下動に伴って建築物と一緒に上下動する。
【０００６】
特開２００２−１４７０５４号公報に記載された免震装置は、建築物の下面に取り付けられる上部取り付け板、及び上部取付け板に取り付けられて建築物を支持する基礎の上面に設けられた下部取付け板の上面に接触する支承部を有する。支承部は、上部取付け板に取り付けられて上部取り付け板から下方に向かって伸びる突出部材、突出部材内に下方より嵌め込まれて突出部材に取り付けられた小ボール受け、小ボール受け内に挿入されて部取付け板の上面に接触するメインボール、メインボールと小ボール受けの間及び突出部材の側面と小ボール受けの側面の間にそれぞれ配置された複数の小ボール、及び突出部材の下面に取り付けられた下端部（脱落防止部材）を有する。下方より小ボール受け内に挿入されたメインボールの下側の部分は、突出部材の下面に取り付けられた下端部により落下しないように保持される。円形の板である下端部は、中央部に貫通孔を形成しており、この貫通孔にメインボールの下側部分を挿入してメインボールを保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１１３３７７号公報
【特許文献２】特開２００２−１１５４１９号公報
【特許文献３】特開２００２−１４７０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００７−１１３３７７号公報、特開２００２−１１５４１９号公報及び特開２００２−１４７０５４号公報に記載された各免震装置は、メインボールの下側部分を、中央部に形成された貫通孔内に挿入し、貫通孔が形成された脱落防止部材で保持しているため、免震装置で支えられた構造物が地震により浮き上がったとしても、メインボールの免震装置からの落下を防ぐことができる。このため、複数の小ボールの落下も防止することができ、構造物が浮き上がるような地震時においても、免震装置の免震効果が阻害されることはない。
【０００９】
しかしながら、メインボールの下側部分が脱落防止部材に形成された貫通孔内に挿入されている関係上、貫通孔内に挿入されたメインボールは貫通孔の全周において貫通孔を形成している脱落防止部材に接触する。このため、地震時におけるメインボールの転動が脱防止部材によって阻害される恐れがあり、地震時においてメインボールの転動が円滑に行われることが望まれる。
【００１０】
本発明の目的は、支える構造物の地震時における揺れをさらに抑制することができる構造物の免震装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、基礎と構造物の間に配置される免震装置であって、
その構造物に取り付けられるケースと、ケースと基礎の間に配置されて転動する金属製のボールと、ケースに取り付けられボールの下側部分に接触する複数のボール保持部材とを備え、複数のボール保持部材の、ボールとの接触部分の長さの合計が、ボール保持部材がボールに接触している位置でのボールの横断面における１ボールの周長よりも短くなっていることにある。
【００１２】
ボールが複数のボール保持部材によって保持されるため、構造物が上下動する大きな地震が発生した場合に、ボールが免震装置から脱落することを防止することができ、そのような地震発生時においても免震装置は十分に免震機能を発揮することができる。また、複数のボール保持部材の、ボールとの接触部分の長さの合計が、ボール保持部材がボールに接触している位置でのボールの横断面における１ボールの周長よりも短くなっているので、地震時におけるボールの転動がボール保持部材によって阻害され難くなり、地震時におけるボールの転動がより円滑になる。このため、免震装置により支えられる構造物の揺れがさらに抑制される。
【００１３】
上記の目的は、基礎と構造物の間に配置される免震装置であって、ケースと、ケースと基礎の間に配置されて転動する金属製の第１ボールと、ケースの上端部に取り付けられた支持部材と、この支持部材の上面に取り付けられて構造物に取り付けられる複数のバネ部材とを備えたことによっても達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、免震装置によって支えられる構造物の地震時における揺れをさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】複数の免震装置により建築物を支持した状態を示す説明図である。
【図２】本発明の好適な一実施例である実施例１の構造物の免震装置の部分縦断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】本発明の他の好適な実施例である実施例２の構造物の免震装置の部分縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の好適な一実施例である実施例１の構造物の免震装置を、図２及び図３を用いて以下に説明する。本実施例の複数の免震装置５は、図１に示すように、基礎であるコンクリートマット３に形成された凹部４の底面上に置かれ、構造物である建築物１の土台２を支持している。
【００１８】
免震装置５の詳細な構成を以下に説明する。免震装置５は、ケース６、鋼球受け座（ボール受け座）７、複数の小ボール（第２ボール）９、一つのメインボール（第１ボール）１０、及び一対のＬ字状のボール保持部材１１Ａ，１１Ｂを備えている。ケース６は土台２の下面に取り付けられる。小ボール９及びメインボール１０は鋼球である。ケース６は、内部に曲面を有して下方に向かって開放された第１凹部が形成されている。鋼球受け座７が、第１凹部内に下方より挿入され、ケース６に取り付けられている。メインボール１０が、鋼球受け座７に形成されて下方に開口している第２凹部内に下方より挿入され、第２凹部に挿入された状態で、下側部分をケース６の下面に取り付けられたボール保持部材１１Ａ，１１Ｂによって保持される。ボール保持部材１１Ａがボルト１３Ａによって、ボール保持部材１１Ｂがボルト１３Ｂによって、ケース６に着脱可能に取り付けられる。ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂは、図３に示すように、１８０°反対側に配置され、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂのそれぞれの先端がメインボール１０の下側部分の表面に接触している。この結果、メインボール１０が、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂによって保持される。ケース６に取り付けられたボール保持部材１１Ａの先端とボール保持部材１１Ｂの先端との間の間隔ａ１は、メインボール１０の直径よりも小さくなっている。
【００１９】
ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂのそれぞれがメインボール１０の外面に接触している合計の接触長さは、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂのそれぞれの先端がメインボール１０に接触している位置でのメインボール１０の水平断面（例えば、図２のIII−III断面）におけるメインボール１０の周長の一部分である。メインボール１０は、コンクリートマット３に形成された凹部４の底面に接触している。
【００２０】
本実施例では、２個のボール保持部材でメインボール１０を保持しているが、３個のボール保持部材をメインボール１０の周方向に等間隔に配置してケース６に取り付け、この３個のボール保持部材でメインボール１０を保持しても良い。３個のボール保持部材でメインボール１０を保持することにより、メインボール１０を安定に保持することができる。
【００２１】
複数の小ボール９が、ケース６に形成された第１凹部の内面である曲面とこの第１凹部内に挿入された鋼球受け座７の外面である曲面との間に形成される第１間隙部８、及び鋼球受け座７に形成された第２凹部の内面である曲面とメインボール１０の表面との間に形成される第２間隙部１２内にそれぞれ配置されている。小ボール９の直径はメインボール１０の直径に比べて極めて小さくなっている。
【００２２】
建築物１の荷重は、ケース６、鋼球受け座７、鋼球受け座７及びメインボール１０に接触しているそれぞれの小ボール９、及びメインボール１０を経て凹部４の底面に伝えられる。
【００２３】
地震が発生したとき、コンクリートマット３が水平方向に揺れる。コンクリートマット３に形成された凹部４の底面上に接触しているメインボール１０は、第２隙間１２に配置された複数の小ボール９に接触しながら、コンクリートマット３が水平方向における揺れに伴ってその底面上で転がる。複数の小ボール９がメインボール１０と鋼球受け座７の間に配置されているため、コンクリートマット３が水平方向における揺れは、メインボール１０及び複数の小ボール９の転動によって吸収され、複数の免震装置５で支えられている建築物１に伝わり難くなり、建築物１の揺れが抑制される。
【００２４】
震源地が近くて大きな地震が発生し、建築物１が上下動する場合にも、鋼球受け座７の第２凹部内に挿入されてボール保持部材１１Ａ，１１Ｂで保持されているメインボール１０が建築物１と共に上下動するため、メインボール１０が免震装置５から脱落することが防止される。このため、建築物１が上下動する大きな地震が発生した場合にも、免震装置５は十分に免震機能を発揮することができる。
【００２５】
本実施例では、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂのそれぞれの先端がメインボール１０と接触する位置での、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂのそれぞれとメインボール１０の表面との接触長さの合計が、その位置でのメインボール１０の横断面におけるメインボール１０の周長に比べて極めて短いため、地震時におけるメインボール１０の転動がボール保持部材１１Ａ，１１Ｂによって阻害され難くなる。このため、地震時におけるメインボール１０の転動がより円滑になり、免震装置５により支えられる建築物１の揺れがさらに抑制される。
【００２６】
ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂがボルト１３Ａ，１３Ｂによって取り外し可能にケース６に取り付けられているため、ボール保持部材１１Ａ，１１Ｂをケース６から容易に取り外すことができ、鋼球受け座７、小ボール９及びメインボール１０のメンテナンスを容易に行うことができる。
【実施例２】
【００２７】
本発明の他の好適な実施例である実施例２の構造物の免震装置を、図４及び図５を用いて以下に説明する。本実施例の複数の免震装置５Ａは、図１に示すように、建築物１を支えている。本実施例の免震装置５Ａは実施例１の免震装置５においてボール保持部材１１Ａ，１１Ｂの替りに複数のバネ１５を設け、支持部材１４を追加した構成を有している。免震装置５Ａの他の構成は免震装置５と同じである。
【００２８】
平板である支持部材１４がケース６の上面に取り付けられ、複数のバネ１５のそれぞれの下端部が支持部材１４の上面に取り付けられる。各バネ１５の上端部には、押さえ板１６がそれぞれ取り付けられる。複数の免震装置５Ａがコンクリートマット３に形成された凹部４の底面上に置かれ、各免震装置５Ａのメインボール１０が凹部４の底面と接触している。各バネ１５の上端部に設けられた押さえ板１６が建築物１に取り付けられる。これらの免震装置５Ａが建築物１を支えており、建築物１の荷重により各バネ１５がそれぞれの免震装置５Ａのメインボール１０を凹部４の底面に押し付ける。このとき、バネ１５による押しつけ力は、鋼球受け座７、及び鋼球受け座７及びメインボール１０に接触している複数の小ボール９にも加えられるため、これらの小ボール９がメインボール１０に押し付けられている。
【００２９】
地震が発生してコンクリートマット３が水平方向に揺れたときには、各免震装置５Ａは、実施例１の免震装置５と同様に作用することにより、免震装置５Ａで支えられている建築物１の揺れを抑制する。大きな地震が発生して建築物１が浮き上がった場合でも、バネ１５による押しつけ力が鋼球受け座７及びメインボール１０に接触している各小ボール９に作用するため、これらの小ボール９がメインボール１０の表面に押し付けられ、さらに、メインボール１０が凹部４の底面に押し付けられる。大きな地震により建築物１が浮き上がった場合でも、メインボール１０が凹部４の底面に接触しており、メインボール１０の免震装置５Ａからの脱落が生じない。
【００３０】
本実施例の免震装置５Ａでは、特開平１０−２９２６７１号公報、特開平１１−３３６７５６号公報及び特開２００２−１４７０５４号公報に記載された各免震装置に設けられた脱落防止部材が設けられていないので、地震時におけるメインボールの転動が脱防止部材によって阻害される恐れがなく、地震時にメインボールの転動が円滑に行われる。
【００３１】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。建築物１が上下動する大きな地震が発生した場合にも、免震装置５Ａは十分に免震機能を発揮することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…建築物、３…コンクリートマット、５，５Ａ…免震装置、６…ケース、７…鋼球受け座、９…小ボール、１０…メインボール、１１Ａ，１１Ｂ…ボール保持部材、１３Ａ，１３Ｂ…ボルト、１４…支持部材、１５…バネ。
【図１】
2014214430.tif 000003
【図２】
2014214430.tif 000004
【図３】
2014214430.tif 000005
【図４】
2014214430.tif 000006
【図５】
2014214430.tif 000007