(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎または基礎構造物と免震対象物との間の複数箇所に配置されて地震発生時に免震対象物の破損、破壊を回避する免震装置において、基礎または基礎構造物と免震対象物との間の正方形における４つの角部にそれぞれ配置された上部円錐面受皿及び下部円錐面受皿と、上部円錐面受皿と下部円錐面受皿との間に転動自在に挟持されたボールと、ボールの水平方向の周辺を囲むと共に当該ボールを転動自在に保持する円筒状のボールハウジングと、ボールハウジングの外周に取り付けられた押えバンドと、押えバンドに連結されて一次方向と二次方向に延びる連結部材とからなり、当該連結部材で一次方向と二次方向に隣接する押えバンド同志を接続させたことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
上記ボールハウジングに上記ボールまたは下部円錐面受皿の一部に摩擦接触する摩擦部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
上記下部円錐面受皿および上部円錐面受皿と上記ボールハウジングとの間に上記ボールの収納部を密閉するカバーを設けたことを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高層建築物や一般住宅などの構造物に設置されて、地震発生時におけるこれらの破損，破壊を回避する免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の構造物は、地盤に埋め込まれた基礎上に直接構築されていて、地震による振動が直接上記構造物に伝わるように構成されているために、この構造物の耐震強度を超えた地震発生時には、破損，破壊あるいは倒壊を生じる。
【０００３】
一方、このような地震による被害を最小限に抑えるために、図６において示すように、上記基礎２１と構造物２２との間にボール２３を挟んだ下部円錐面受皿２４および上部円錐面受皿２５を複数組介装し、地震発生時に揺動する下部円錐面受皿２４に対してボール２３を転動させて、構造物２２自体への地震の伝達を抑える免震装置が提案されている。
【０００４】
かかる免震装置にあっては、図７に示すように、下部円錐面受皿２４および上部円錐面受皿２５の各円錐面傾斜角度をθ（ｒａｄ）とし、ボール２３の半径をＲ（ｃｍ）とし、上記ボール２３の各受皿２４，２５における上面・下面水平方向移動量をＸ（ｃｍ）とし、上記ボール２３の斜面方向の移動量をＬ（ｃｍ）とし、上記ボール２３の回転角度をα（ｒａｄ）と仮定すると、ボール２３と各受皿２４，２５間の滑りを無視する条件下において片面水平方向移動量がＸであると、斜面方向移動量Ｌは、Ｌ＝Ｘ／ｃｏｓθとなる。
【０００５】
この斜面方向移動量Ｌは、ボール２３の円周距離と等しいため、ボール回転角度はＬ＝Ｒ・αから、α＝Ｌ／Ｒ＝Ｘ／Ｒｃｏｓθとなる。
【０００６】
従って、ボール２３の半径Ｒおよび円錐面傾斜角度θによって上記回転角度αが異なるため、各ボール２３，２４間の距離ＬＢは、隣接する各受皿２４，２５間の距離ＬＰに対して変化することがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の免震装置は、以上のように構成されているので、ボール２３の回転角度αがボール２３の半径Ｒおよび各受皿２４，２５の円錐面傾斜角度θにより変化し、各受皿２４，２５が、複数組配置される場合には、上記Ｒ値，θ値の製作誤差で回転角度αが異なってしまい、上記各受皿２４，２５間の距離が一定であるにも拘らず、ボール２３，２３間の距離が作動中に変化し、つまり、ボール２３が定位置に復帰せず、免震動作が正常に行われなくなるという課題があった。
【０００８】
また、上記各受皿２４，２５の側部が解放状態であったため、ボール２３と各受皿２４，２５との間に雨，塵埃，砂塵が入り込み、ボール２３の円滑な転動が妨げられるという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような従来の課題を解決するものであり、複数のボール相互の位置が変化しないようにすると共に、ボールの転動力を速やかに減衰可能にし、さらに塵埃によるボールの転動障害を回避できる免震装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明にかかる免震装置は、基礎または基礎構造物と免震対象物との間の複数箇所に配置されて地震発生時に免震対象物の破損，破壊を回避する免震装置において、基礎または基礎構造物と免震対象物との間の正方形における４つの角部にそれぞれ配置された上部円錐面受皿及び下部円錐面受皿と、上部円錐面受皿と下部円錐面受皿との間に転動自在に挟持されたボールと、ボールの水平方向の周辺を囲むと共に当該ボールを転動自在に保持する円筒状のボールハウジングと、ボールハウジングの外周に取り付けられた押えバンドと、押えバンドに連結されて一次方向と二次方向に延びる連結部材とからなり、当該連結部材で一次方向と二次方向に隣接する押えバンド同志を接続させたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２の発明にかかる免震装置は、上記ボールハウジングに上記ボールまたは下部円錐面受皿の一部に摩擦接触する摩擦部材を設けたものである。
【００１２】
そして、請求項３の発明にかかる免震装置は、上記下部円錐面受皿および上部円錐面受皿と上記ボールハウジングとの間に上記ボールの収納部を密閉するためのカバーを設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を添付図について説明するが、図１および図２は、この発明の免震装置の要部を拡大して示す断面図であり、同図において、１は、基礎または基礎構造物上に設置固定された下部円錐面受皿で、これの上面には、例えば、傾斜角１度の円錐状傾斜面１ａが形成されている。
【００１４】
また、２は、家屋やビルディングなどの構造物の下面に固定された上部円錐面受皿であり、これの下面には上記と同じく、例えば、傾斜角１度の円錐状傾斜面２ａが形成されている。
【００１５】
そして、これらの下部円錐面受皿１の円錐状傾斜面１ａおよび上部円錐面受皿２の円錐状傾斜面２ａ間にはボール３が転動自在に介装されている。
【００１６】
さらに、４は、ボール３の水平方向の周辺を囲むと共にそのボール３を転動自在に保持する円筒状のボールハウジングであり、このボールハウジング４は、上記下部円錐面受皿１および上部円錐面受皿２間にあって、水平移動可能とされている。
【００１７】
また、上記ボールハウジング４の外周の上下部には、先端が下部円錐面受皿１および上部円錐面受皿２に弾接するカバー５，６が取り付けられており、このカバー５，６およびボールハウジング４によって、ボール３を収納する収納部Ｓ内を密閉可能にしている。
【００１８】
そして、これらの下部円錐面受皿１，上部円錐面受皿２，ボール３，ボールハウジング４，カバー５，６は、免震装置Ｍを構成している。
【００１９】
さらに、７は、ボールハウジング４上部の内周面に取り付けられた摩擦部材としてのフリクション材であり、これの一部が自重によって上記ボール３の一部に接触し、このボール３との間に所定の摩擦抵抗を生じさせている。
【００２０】
８は、上記ボールハウジング４中央部の外周に取り付けられて、このボールハウジング４を保持する押えバンドであり、この押えバンド８には、図２および図３に示すように、上記と同一構成の免震装置を構成する他の組の押えバンド８に連結するための、ターンバックルボルトなどの連結部材たる連結棒９の各一端が固定されている。
【００２１】
この実施の形態では、正方形の４つの角部に配置された４個の免震装置Ｍが各押えバンド８を介して４本の連結棒９によって連結されている。
即ち、図３に示すように、各免震装置Ｍが平面正方形の４つの角部に配置され、各免震装置Ｍにおける押えバンド８に連結された一次方向（図３において前後方向）と二次方向（図３において左右方向）に延びる二本の連結棒９，９によって一次方向と二次方向に隣接する押えバンド８，８同志を接続させている。
【００２２】
なお、１０は、基礎（または基礎構造物）で、１１は、地上構造物の免震対象物である。
【００２３】
次に、作用について説明すると、いま、地震が発生したとすると、基礎１０が揺動し、これに伴ってボール３は、揺動する下部円錐面受皿１上の円錐状傾斜面１ａ上を転動する。
【００２４】
このため、この下部円錐面受皿１と上部円錐面受皿２との間に、例えば、図４に示すように相対変位が生じて、基礎１０の動きを地上構造物である免震対象物１１に伝わりにくくする。
【００２５】
なお、上記相対変位の大きさＸ０は、ボール３の変位Ｘの２倍（Ｘ０＝２Ｘ）となる。
【００２６】
一方、かかるボール３の転動はボールハウジング４内においてなされ、しかも４つのボールハウジング４が互いに連結棒９によって連結されているために、各ボールハウジング４内のボール３は、単独で転動せず、各ボール３が共に同一方向，同一量だけ転動することとなる。
【００２７】
従って、一つの下部円錐面受皿１上におけるボール３の位置と他の下部円錐面受皿１上におけるボール３の位置とが相互に異なることはない。
【００２８】
なお、各免震装置Ｍのボール３が個々に自由移動することがなく、各免震装置Ｍごとのボール３と下部円錐面受皿１とのずれの程度が等しくなるため、免震動作の異常回避が可能になると共に、地震が止んだ後は、各ボール３が正規の元の位置に自動復帰することとなる。
【００２９】
また、上記のような各ボール３の転動時には、ボールハウジング４に取り付けられたフリクション材７が自重でそのボール３の一部に摩擦接触しているため、その転動力（転動慣性）が速やかに減衰し、ボール３の作動が加振方向に安定するほか、下部円錐面受皿１や上部円錐面受皿２から離脱するのを防止できる。
【００３０】
また、図１に示すように、ボールハウジング４には、これと上記下部円錐面受皿１および上部円錐面受皿２との間に上記ボール３の収納部Ｓを密閉するカバー５，６を上記のように設けてあるため、ボール３の中立位置において、この収納部Ｓ内への雨水，塵埃，砂塵などの侵入を防止でき、屋外設置の場合でも防錆効果が得られ、さらにボール３の円滑な転動を良好に維持できるという利点が得られる。
【００３１】
図５は、この発明の実施の他の形態を示すもので、この実施の形態では、ボールハウジング４Ａを底部に透孔１３を有する筒状体１２から構成し、この筒状体１２の下面にフリクション材１４を設けてある。
【００３２】
つまり、筒状体１２と下部円錐面受皿１との間に摩擦抵抗が発生するようにしてある。
【００３３】
従って、この実施の形態にあっては、荷重の軽い精密機器等の免震に有効であり、ボール３の回転と共にボールハウジング４Ａも下部円錐面受皿１上を滑りながら作動し、ボール３の転動力を減衰させる。
【００３４】
なお、この実施の形態でのボールハウジング４Ａは、上記のように連結使用したり、独立使用したりすることができる。
【００３５】
これによって、ボール３の作動が安定し、免震後は元の位置に正しく復帰することとなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、地震発生時に各免震装置のボールが連動して転動するため、免震装置の異常動作がなくなり、地震停止後は各ボールを下部円錐面受皿および上部円錐面受皿間の元の位置に自動復帰させることができるという効果が得られる。即ちボールの転動はボールハウジング内においてなされ、しかも隣接するボールハウジングが互いに押えバンドと連結部材によって連結されているために、各ボールハウジング内のボールは、単独で転動せず、各ボールが共に同一方向、同一量だけ転動することとなる。
従って、一つの下部円錐面受皿上におけるボールの位置と他の下部円錐面受皿上におけるボールの位置とが相互に異なることはない。更に各免震装置のボールが個々に自由移動することがなく、各免震装置ごとのボールと下部円錐面受皿とのずれの程度が等しくなるため、免震動作の異常回避が可能になると共に、地震が止んだ後は、各ボールが正規の元の位置に自動復帰することとなる。
【００３７】
また、請求項２の発明によれば、上記ボールハウジングに、上記ボールまたは下部円錐面受皿の一部に摩擦接触する摩擦部材を設けるように構成したので、各ボールの転動に摩擦抵抗を付与でき、これにより各ボールの作動が加振方向に安定化できるという効果が得られる。
【００３８】
そして、請求項３の発明によれば、上記下部円錐面受皿および上部円錐面受皿と上記ボールハウジングとの間に、上記ボールの収納部を密閉するカバーを設けるように構成したので、屋外で使用された場合に雨水や塵埃がボールの収納部に侵入するのを防止でき、これによりその収納部やボールなどの発錆を防止でき、かつボールの円滑な回転を良好に維持できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態による免震装置の要部を示す拡大断面図である。
【図２】この発明の実施の一形態による免震装置の全体を示す断面図である。
【図３】図２に示す免震装置の平面図である。
【図４】図２に示す免震装置の動作状態を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の他の形態による免震装置を示す断面図である。
【図６】従来の免震装置を示す概念図である。
【図７】図５におけるボールと下部円錐面受皿および上部円錐面受皿との位置関係を示す概念図である。
【符号の説明】
１  下部円錐面受皿
２  上部円錐面受皿
３  ボール
４  ボールハウジング
５，６  カバー
７  摩擦部材（フリクション材）
９  連結部材たる連結棒
Ｓ  収納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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