(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震対象物の地震動を吸収する免震システムにおいて、
上記免震対象物を支持する可動部と、
上記可動部に一端が接続された線材の延伸方向を他の方向に案内するための案内機構と、
上記案内機構により他の方向に案内された線材に接続されて弾性変形自在な弾性部材と、
地盤又はこれと一体挙動する構造物に対して固定されるとともに、上記弾性部材の固定端と上記案内機構とが接続される圧縮材とを備え、
上記圧縮材は、管体で構成され、当該管体の内部に弾性部材が収納され、管体の内部に上記固定端が取り付けられると共に、その下端に上記案内機構が取り付けられ、上記弾性部材による弾性変形の反力に基づく圧縮力が上記弾性部材の固定端と上記案内機構との間に負荷されること
を特徴とする免震システム。
【請求項２】
上記圧縮材は、上記可動部の周囲に位置する構造物の壁面に接触させつつ、上記弾性部材が略水平方向に向けて弾性変形自在なように寝かせて床に固定されていること
を特徴とする請求項１記載の免震システム。
【請求項３】
上記弾性部材は、予荷重が予め付加されてなること
を特徴とする請求項１項記載の免震システム。
【請求項４】
上記弾性部材は、定荷重ばねであること
を特徴とする請求項１記載の免震システム。
【請求項５】
上記圧縮材は、上記可動部が載置される床若しくは基台に、上記弾性部材が略水平方向に向けて弾性変形自在なように寝かせて固定されていること
を特徴とする請求項１記載の免震システム。
【請求項６】
上記圧縮材は、上記床の上に固定され、かつ上記可動部が載置される基台上に取り付けられていること
を特徴とする請求項５項記載の免震システム。
【請求項７】
上記可動部のほぼ中央に形成された開口に複数の上記圧縮材を設けるとともに、上記各案内機構に向けて延伸されてきた複数本の線材の延伸方向を略一方向に向けて上記圧縮材へ案内してなること
を特徴とする請求項１記載の免震システム。
【請求項８】
上記可動部は、その略中央において、互いに異なる方向から延伸されてきた、複数本の線材を固定してなること
を特徴とする請求項１記載の免震システム。
【請求項９】
上記複数本の線材は、一の弾性部材に接続されていること
を特徴とする請求項８記載の免震システム。
【請求項１０】
上記可動部には複数箇所に開口が設けられるとともに、当該各開口に一の圧縮材を設け、上記各案内機構に向けて延伸されてきた２本の線材の延伸方向を略一方向に向けて上記圧縮材へ案内してなり、
更に上記複数箇所の開口間で上記案内機構に向けて延伸される線材の延伸方向を互いに異ならせてなること
を特徴とする請求項１記載の免震システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震対象物の地震動を吸収する免震システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より提案されている建築物等の室内の免震床構造としては、例えば、特許文献１に示すように、フレームに複数個のボールベアリングを固定することにより、フレームを床スラブ上に移動自在とした免震床が提案されている。この特許文献１の開示技術では、特に金属パイプの下部においてボールベアリングを配設することにより、地震荷重が作用しても、かかるボールベアリングのころがり摩擦抵抗が小さいので、免震床にはほとんど振動が伝わらない。
【０００３】
また、特許文献２に示すように、床材と精密機器等の間に、複数の溝が設けられた上部プレート及び下部プレートを設置し、当該溝内のボールの回転することにより、上部プレートを下部プレート上に移動自在とした免震床が提案されている。この特許文献２の開示技術では、地震荷重が作用しても、溝内のボールのころがり摩擦抵抗が小さいので、上部プレート上の精密機器等にはほとんど振動が伝わらない。
【０００４】
特に近年においては、特許文献３に示すように、上面に複数の上向きの凸曲面部が整列して形成された平板状の基台上に、下面が略平坦に形成された平板状の滑走板を設置した免震床も提案されている。このような免震床によれば、大地震が発生した場合において、滑走板が基台上をスムーズに動いて免震性能を発揮させることが可能となる。
【０００５】
更に特許文献４においては、免震対象物を滑り面を介して支持部上に滑動自在に支持する滑り免震機構が開示されており、更に免震対象物と支持部との間に復元ばねを設けて、これに予荷重を付与してなる。これにより、免震対象物の水平各方向への変位に追随して水平面内で回転可能な状態となり、復元ばねがない状態と比較して残留変位のみならず残留回転角をも低減させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３１７６５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７４５５号公報
【特許文献３】特開２０１３−９１９９７号公報
【特許文献４】特開２０１３−６４４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献４の開示技術では、復元ばねが内蔵されたケースを免震対象物の周囲に配置する。このとき、当該特許文献４の図１に示すように、当該免震対象物の周囲においてケースを設置するためのスペースを相当分に亘り取る必要が出てくる。その結果、免震機構全体のシステム構成が大掛かりなものとなってしまい、特に狭小スペースにおいて免震対策を施す上で大きな障害となってしまうという問題点もある。
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、免震対象物の地震動を吸収する免震システムにおいて、弾性部材（復元ばね）を設けることにより、免震性能を大きく損なうことなく残留変位等を可及的に小さくすることで効果的な免震を実現することができ、更にシステム全体の構成をよりコンパクトに纏め上げることにより狭小スペースにおいても免震対策を施すことが可能な免震システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の免震システムは、免震対象物の地震動を吸収する免震システムにおいて、上記免震対象物を支持する可動部と、上記可動部に一端が接続された線材の延伸方向を他の方向に案内するための案内機構と、上記案内機構により他の方向に案内された線材に接続されて弾性変形自在な弾性部材と、地盤又はこれと一体挙動する構造物に対して固定されるとともに、上記弾性部材の固定端と上記案内機構とが接続される圧縮材とを備え、上記圧縮材は、管体で構成され、当該管体の内部に弾性部材が収納され、管体の内部に上記固定端が取り付けられると共に、その下端に上記案内機構が取り付けられ、上記弾性部材による弾性変形の反力に基づく圧縮力が上記弾性部材の固定端と上記案内機構との間に負荷されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記圧縮材は、上記可動部の周囲に位置する構造物の壁面に接触させつつ、上記弾性部材が略水平方向に向けて弾性変形自在なように寝かせて床に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記弾性部材は、予荷重が予め付加されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記弾性部材は、定荷重ばねであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記圧縮材は、上記床の上に固定され、かつ上記可動部が載置される基台上に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の免震システムは、請求項５記載の発明において、上記圧縮材は、上記床の上に固定され、かつ上記可動部が載置される基台上に取り付けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記可動部のほぼ中央に形成された開口に複数の上記圧縮材を設けるとともに、上記各案内機構に向けて延伸されてきた複数本の線材の延伸方向を略一方向に向けて上記圧縮材へ案内してなることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記可動部は、その略中央において、互いに異なる方向から延伸されてきた、複数本の線材を固定してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の免震システムは、請求項８記載の発明において、上記複数本の線材は、一の弾性部材に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の免震システムは、請求項１記載の発明において、上記可動部には複数箇所に開口が設けられるとともに、当該各開口に一の圧縮材を設け、上記各案内機構に向けて延伸されてきた２本の線材の延伸方向を略一方向に向けて上記圧縮材へ案内してなり、更に上記複数箇所の開口間で上記案内機構に向けて延伸される線材の延伸方向を互いに異ならせてなることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１記載の免震システムは、請求項１０記載の発明において、上記複数本の線材は、一の弾性部材に接続されていることを特徴とする。
請求項１２記載の免震システムは、請求項１、３〜６のうち何れか１項記載の発明において、上記可動部には複数箇所に開口が設けられるとともに、当該各開口に一の圧縮材を設け、上記各案内機構に向けて延伸されてきた２本の線材の延伸方向を略一方向に向けて上記圧縮材へ案内してなり、更に上記複数箇所の開口間で上記案内機構に向けて延伸される線材の延伸方向を互いに異ならせてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上述した構成からなる本発明によれば、免震性能を大きく損なうことなく残留変位等を可及的に小さくすることで効果的な免震を実現することができ、更にシステム全体の構成をよりコンパクトに纏め上げることにより狭小スペースにおいても免震対策を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は、本発明を適用した免震システムの側断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図２】案内機構の他の例について説明するための図である。
【図３】案内機構としての滑車に対して線材を案内させる例について説明するための図である。
【図４】案内機構について、首振り回転不能な回転車で構成し、弾性部材として定荷重ばねを使用した例を示す図である。
【図５】コイルばねの上端を係止させるための治具について説明するための図である。
【図６】本発明を適用した免震システム全体の平面図である。
【図７】コイルばねの引張荷重に対する伸びの関係を示す図である。
【図８】定荷重ばねの引張荷重に対する伸びの関係を示す図である。
【図９】（ａ）は、圧縮材として金属板を使用する場合における側面図であり、（ｂ）は、その平面図である。
【図１０】可動板の連続体のほぼ中央に貫通穴を設けて複数の免震システムを集約して設ける例について説明するための図である。
【図１１】図１０の構成の拡大側断面図である。
【図１２】圧縮材内部に１本のコイルばねを収納し、圧縮材の下端に案内機構を複数個に亘り設ける例について説明するための図である。
【図１３】縮材内部に１本のコイルばねを収納し、圧縮材の下端に案内機構を複数個に亘り設ける例について説明するための他の図である。
【図１４】可動板の連続体の各辺から外側に向けて線材を延伸させ、これらを滑車を介して案内させながら、所望の箇所に集約させる構成について説明するための図である。
【図１５】圧縮材を壁体に固定するのではなく、床に固定する例について説明するための図である。
【図１６】圧縮材を壁体に固定するのではなく、床に固定する例について説明するための他の図である。
【図１７】圧縮材を可動板に固定する例について説明するための図である。
【図１８】圧縮材を可動板に固定する例について説明するための他の図である。
【図１９】実際の免震対象物について本発明を適用することにより免震する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した免震システムを実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本発明を適用した免震システム１０は、図１に示すように、床１の上面１ａに設置された免震床７に設けられた免震対象物について、大地震が発生した場合に免震性能を効果的に発揮させるものである。この免震システム１０は、免震床７に接続された線材３１と、線材３１の延伸方向を他の方向に案内するための案内機構３２と、案内機構３２により他の方向に案内された線材に接続されたコイルばね３３と、コイルばね３３を係止するための棒状体３４と、壁体３６に固定された圧縮材３５とを備えている。
【００２４】
免震床７は、略平坦な面上に設置される基台１１と、この基台１１上に設置される可動板２１とを備えている。
【００２５】
基台１１は、複数の凸曲面部１２が、可動板２１側に向けて規則的に配置される。基台１１は、その材質は金属製からなり、特にステンレスで構成されることが望ましいが、これに限定されるものではなく、ガラス、樹脂等いかなるもので構成されていてもよい。ちなみに、この基台１１は、摩擦係数をコントロールするために、或いは防食のために、所定の物性からなる皮膜がコーティングされていてもよい。また、この基台１１の表面の摩擦係数の調整は、少なくとも凸曲面部１２について、その表層に金属、セラミックス等の硬質材を被せてもよく、また、浸炭処理、ホウ化処理等の表面硬化処理を追加して施すことにより、その表面粗さをコントロールすることにより実現するようにしてもよいことは勿論である。
【００２６】
凸曲面部１２は、略円形となるように構成されていることが望ましいがこれに限定されるものではない。また、この凸曲面部１２は、平面視において縦横に規則的に整列させてもよいが、これに限定されるものではなく、千鳥状に形成するようにしてもよい。また、凸曲面部１２は、不規則に形成することもできるし、大きさの異なる凸曲面部１２を規則的に配列して形成することもできる。なお本発明によれば基台１１において凸曲面部１２が形成されていることは必須ではなく、これらの構成を省略するようにしてもよい。また、本発明によれば特にこの基台１１については必須の構成要素ではなく、これを省略するようにしてもよい。
【００２７】
可動板２１は、免震対象物が載置される。可動板２１は、免震対象物を支持するものであればいかなる形態で構成されていてもよい。可動板２１は、大地震が発生した場合に、載置される基台１１に対して自在に可動することが可能である。この可動板２１は、その材質を金属、ガラス、樹脂等としてもよく、その表層のみにステンレスを用いてもよい。ちなみに、基台１１の構成を省略する場合には、この可動板２１を床１に対して直接載置することとなる。可動板２１には、線材３１が設けられている。この可動板２１の表面は、かかる線材３１の一端を接続するための接続部材４１が設けられている。この接続部材４１は線材３１を挿通可能な図示しない貫通孔が形成されてなり、当該図示しない貫通孔を貫通した線材３１の他端には、当該貫通孔よりも径大とされた定着部材４２が取り付けられている。このため、線材３１に対して引張応力が負荷された場合においても、この定着部材４２並びにこれに当接される接続部材４１を介して、当該引張応力に追従して可動板２１を引張方向に可動させることができる。なお、線材３１と可動板２１の接続方法は、上述した方法に限定されるものではなく、他のいかなる方法により接続されるものであってもよい。
【００２８】
線材３１は、ワイヤー、ロープ、紐等、あらゆる線状体で構成されてなり、その一端は、上述したように可動板２１に接続される。また線材３１は案内機構３２を介してその延伸方向が案内され、他端がコイルばね３３に接続されている。
【００２９】
案内機構３２は、例えば動滑車等で構成され、圧縮材３５の下端に設けられている。案内機構３２は、線材３１の延伸方向を他の方向に向けて案内させる役割を担う。図１の例において、案内機構３２は、ほぼ水平方向から延伸されてきた線材を壁体３６に沿ってほぼ鉛直方向に向けて案内しているがこれに限定されるものではなく、他の水平方向（例えば図１でいうところの紙面奥行き方向）に向けて案内するようにしてもよい。
【００３０】
図２は、案内機構３２の他の例を示している。この案内機構３２は、平面視で首振り回転自在な首振滑車であり、滑車３２１と滑車３２１が取り付けられる回転部３２２とを有している。ちなみに、滑車３２１は、その周方向に沿って溝が設けられてなり、線材３１が滑車３２１から逸脱するのを防止可能となる。
【００３１】
このような首振滑車からなる案内機構３２により、可動板２１の様々な水平方向の動きにより、線材３１からの引張方向が地震により変動する場合においても、これに追従して回転部３２２が回転することが可能となる。
【００３２】
また、案内機構３２では、図３（ａ）に示すように、滑車３２１に対して線材３１を巻回すことなく単にこれに当接させるのみで案内させるようにしてもよいし、図３（ｂ）に示すように、滑車３２１に対して線材３１を１回以上に亘り巻回させるようにしてもよい。滑車３２１に対して線材３１を１回以上巻回させることにより、線材３１が滑車３２１から外れてしまうのをより強固に防止することができ、しかも線材３１からの引張方向が地震により変動する場合においても、これに対してしっかりと追従することが可能となる。
【００３３】
図４の例では、この案内機構３２について、平面視で首振り回転不能な回転車３２５で構成した例を示している。回転車３２５は、その中心軸３２６が軸方向外側に向けて突出されている。この回転車３２５は、軸方向両端に立設された縁部３２７に挟持されており、更にこの縁部３２７には中心軸３２６を挿通させるための図示しない孔部が設けられている。即ち、中心軸３２６はその図示しない孔部を介して縁部３２７に設けられている。このため、回転車３２５は、この縁部３２７に設けられた中心軸を回転軸として回転自在に構成されている。このような回転車３２５に線材３１を案内させることにより、線材３１に引張応力が負荷された場合に当該回転車３２５を自在に回転させることが可能となる。このとき線材３１は、図４中の点線で記載されているように、回転車３２５上を移動自在とされている。地震時において線材３１が様々な方向に引っ張られた場合においても、この回転車３２５上を移動することにより、これに追従することが可能となる。
【００３４】
なお、この案内機構としては、これら滑車以外に低摩擦丸棒を使用してもよく、かかる場合には、この低摩擦丸棒の表面に四フッ化エチレン、ポリアセタール、ポリエチレン等を形成させておくようにしてもよい。
【００３５】
コイルばね３３は、引張応力が負荷された場合に、弾性変形自在な弾性部材である。このコイルばね３３の代替として、例えばゴム等を始めとした他のいかなる弾性材料、部材を用いるようにしてもよい。このコイルばね３３の代替として、後述する定荷重ばねを用いるようにしてもよい。
【００３６】
コイルばね３３は、棒状体３４に係止されて鉛直方向に吊り下げられてなり、その下端には、鉛直上向きに延長されてきた線材３１が接続されている。コイルばね３３は、この線材３１を介して鉛直下向きの引張応力が負荷された場合において、当該鉛直方向に向けて弾性変形することとなる。なおコイルばね３３は、大地震が発生していない、いわゆる静止状態において、予め予荷重が負荷された状態とされていてもよい。
【００３７】
圧縮材３５は、図１の例によれば壁体３６に対して固定されているが、これに限定されるものではなく、地盤又はこれと一体挙動する構造物に対して固定されていてもよい。地盤と一体挙動する構造物とは、例えば地盤上に建造された建築構造物やその床や天井、壁等である。これらは、最終的には何れも地盤に対して接続されて地盤と一体挙動するものであるため、圧縮材３５は、これらに対して固定されるものであってもよい。
また免震対象物が建築構造物自体の場合もありえるが、かかる場合には、圧縮材３５を地盤に直接固定することが多い。
【００３８】
圧縮材３５の壁体３６への固定方法としては、圧縮材３５に接合されたプレート４３を壁体３６の壁面において接合するようにしてもよい。プレート４３の壁体３６への接合方法としては、例えばボルトにより固定するようにしてもよい。ちなみにこのプレート４３は、床１の上面１ａにまで到達し、更に当該上面１ａと平行となるようにＬ字状に折り曲げられた折曲げ部４３ａが形成されていてもよい。かかる場合には、このＬ字状の折曲げ部４３ａから床１に対してボルト等により固定されることとなる。
【００３９】
圧縮材３５は、例えば断面矩形状又は断面円形状の金属製の管体で構成されている。この金属製の管体の内部に、コイルばね３３が収納されている。圧縮材３５の下端には、案内機構３２が取り付けられている。また圧縮材３５の上部又は圧縮材３５の上端よりも上方には、コイルばね３３の固定端に相当する棒状体３４が設けられる。この棒状体３４は、例えば圧縮材３５を構成する金属管に図示しない貫通孔を設け、これに挿通させることで固定するようにしてもよい。
【００４０】
なお、圧縮材３５に設けられる棒状体３４に、このコイルばね３３の上端を係止させる場合には、例えば図５に示すような治具５１を用いるようにしてもよい。この治具５１は、梃子の原理を利用したものであり、長手方向に延長された把持棒５４の先端に位置する作用点に、回動自在に吊り下げられたフック５２と、この作用点の近傍に設けられた凸部５３とを有している。この治具５１における凸部５３を、圧縮材３５を構成する金属管の上端に載置し、フック５２にコイルばね３３の上端を係止させた状態で、この把持棒５４の作用点とは反対側の力点を下方に向けて押す。これにより、支点を構成する凸部５３を介して梃子の原理によりコイルばね３３が上方に引き上げられていく。このようにして上方にコイルバネ３３を引き上げた後、棒状体３４を圧縮材３５の図示しない貫通孔に貫通させてこれにコイルばね３３を係止させることとなる。
【００４１】
図６は、本発明を適用した免震システム１０全体の平面図を示している。可動板２１が規則的に連続して全体として一枚の床を構成している。この可動板２１の連続体の周囲には、上述した免震システム１０が配置されている。この図５の例によれば、可動板２１の連続体が矩形状とされており、これらの各辺に対して直交する方向に向けて線材３１が延伸されている。即ち、この可動板２１の連続体は、各線材３１の延伸方向で見た場合において、それぞれ両側に免震システム１０が設けられている構成となっている。換言すれば、仮にコイルばね３３について予め予荷重が負荷された状態で、可動板２１の連続体が静止している場合には、当該可動板２１の連続体が線材３１を介して両側から引っ張られて吊り合っている状態にある。
【００４２】
次に、本発明を適用した免震システム１０の動作について説明をする。地震時には、免震対象物を支持する可動板２１が、基台１１上を水平各方向に滑動する。特に大地震が発生した場合には、可動板２１には過大変位が負荷される場合もあるが、当該可動板２１は、線材３１を介してコイルバネ３３につながっている。過大変位に応じてコイルばね３３には引張応力が負荷される結果、当該コイルばね３３が圧縮材３５の内部において延伸する。このコイルばね３３の延伸に応じて、図１に示すように棒状体３４と案内機構３２との間において互いに圧縮応力が作用することとなる。この圧縮応力によりコイルばね３３の延伸に対して対抗することが可能となる。その結果、コイルばね３３が伸びきってしまうのを抑えることができることから、コイルばね３３から線材３１を介して接続されている可動板２１の過大変位を拘束して元の位置に復元させるように作用させることが可能となる。
【００４３】
しかも地震は、一方向のみの変位ではなく、双方向に向けた振動であるが、可動板２１の両側に免震システム１０が設けられているため、可動板２１が一方に変位した場合には、これと反対側のコイルばね３３からの復元力を作用させることができ、可動板２１が他方に変位した場合には、これと反対側のコイルばね３３からの復元力を作用させることが可能となる。これらの動作が繰り返し実行されることにより、可動板２１の振動による変位が徐々に吸収されていくこととなる。
【００４４】
特に本発明によれば、図６に示すように可動板２１の連続体の周囲に免震システム１０を設けることにより、地震による振動方向がいかなるものであっても、当該振動方向に配置されている免震システム１０が作動することにより、これらの振動を吸収することが可能となる。
【００４５】
このとき、コイルばね３３において、地震が発生していない静止状態において、予め予荷重が負荷された状態とされていることにより、そのコイルばね３３による復元力を効果的に発揮させることが可能となる。即ち、コイルバネ３３に予荷重が負荷されていない場合には、可動板２１が一方に変位した場合には、これと反対側のコイルばね３３からの復元力はそれほど大きなものではない。これに対して、予めコイルばね３３が引っ張られている状態の下で、更に可動板２１が一方に変位した場合には、コイルばね３３の復元力を更に増強させることが可能となり、可動板２１の過大変位を拘束して元の位置に復元させるように作用させることが可能となる。また、本発明によれば、案内機構３２を介して延伸方向を折り曲げることにより、本システムを設ける上で特段広い面積が必要とならない。即ち、本発明によれば、システム全体の構成をよりコンパクトに纏め上げることにより狭小スペースにおいても免震対策を施すことが可能となる
【００４６】
また、本発明によれば、線形弾性変形するコイルばね３３の代替として、定荷重ばね３３１を用いるようにしてもよい。定荷重ばね３３１は、例えば図４に示すようにボックス３３２の中に収納されていてもよい。定荷重ばね３３１に対して線材３１を介して下向きに荷重が作用した場合に、ボックス３３２から定荷重ばね３３１が引き出されて延伸されていくこととなる。線材３１からの荷重が無負荷状態となれば、定荷重ばね３３１がボックス３３２内に収納される方向に働くこととなる。この過程で、定荷重ばね３３１から線材３１に負荷される荷重は一定となる。
【００４７】
図７は、コイルばね３３の引張荷重に対する伸びの関係を示している。引張荷重に対して伸びが線形に増加していることが示されている。これに対して図８は、定荷重ばね３３１の引張荷重に対する伸びの関係を示している。平常時では引張荷重に対して伸びが急激に増加し、地震時には、伸びに対して荷重が常に一定となる。
【００４８】
このような定荷重ばね３３１を用いることにより、可動板２１には一定荷重に基づく復元力が作用することとなり、振動除去の観点から好適なものとなる。
【００４９】
本発明を適用した免震システム１０は、更に図９に示すような形態に具現化されるものであってもよい。図１の形態では、圧縮材３５として金属製の管体を利用し、その中にコイルばね３３を収納するものであるのに対して、この図９の形態では、圧縮材３５´として、金属板を利用している。図９（ａ）は、かかる圧縮材３５´として金属板を使用する場合における側面図であり、図９（ｂ）は、その平面図を示している。圧縮材３５´は、２枚の金属板を互いに対抗させることで配置する。また圧縮材３５´の周囲には、コイルばね３３が巻回されて設けられている。即ち、このコイルばね３３の中に２枚の金属板からなる圧縮材３５´が収納されている形態となる。圧縮材３５´には１又は複数段に亘って棒状体３４を挿通させるための小孔が穿設されている。また、このコイルばね３３を圧縮材３５´に固定する際には、この小孔の何れかに挿入された棒状体３４にコイルバネ３３の上端のフックを係止することにより行う。また圧縮材３５´を構成する２枚の金属板の間には、案内機構３２が配設される。この案内機構３２は、例えば滑車で構成されている場合、圧縮材３５´を構成する２枚の金属板に滑車の回転軸を挿通させることで、これを回転自在に配置することが可能となる。このような滑車としての案内機構３２に線材３１はその延伸方向が案内され、他端がコイルばね３３に接続されることとなる。
【００５０】
このような圧縮材３５´を用いる場合においても、コイルばね３３の延伸に応じて、図１に示すように棒状体３４と案内機構３２との間において互いに圧縮応力を作用させることが可能となり、当該圧縮応力によりコイルばね３３の延伸に対して対抗することが可能となる。
【００５１】
図１０は、本発明を適用した免震システム１０の他の構成例を示している。この例では、可動板２１の連続体のほぼ中央に貫通穴６１を設ける。貫通穴６１を介して露出する床１の上にはベースプレート６２が固定される。このベースプレート６２には、複数の免震システム１０が集約されて設けられている。即ち、このベースプレート６２には複数の圧縮材３５が互いに近接されて、或いは互いに接触させた状態で固定される。このため、この圧縮材３５は、地盤に対して固定されている状態といえる。なお、この例においては、複数本の線材３１が延伸されているものであればよい。
【００５２】
図１１に示す断面図に示すように、各圧縮材３５には、内部にコイルばね３３を収納し、その上端が棒状体３４を介して係止される。圧縮材３５の下端には、同様に案内機構３２が設けられている。各圧縮材３５内のコイルばね３３に接続される線材３１は、延伸方向が互いに異なる方向とされている。図１０に示す例では、線材３１の延伸方向は互いに９０°間隔となるように調整されている。この線材３１の他端は、定着部材４２並びに接続部材４１を介して可動板２１に固定される。即ち、この線材３１の一端側は、地盤につながる圧縮材３５に、他端側は、可動板２１に接続される。
【００５３】
このような構成においても、地震が発生した場合に、同様のメカニズムにより可動板２１の過大変位を拘束して元の位置に復元させるように作用させることが可能となる。特に図１０に示す例では、４つの圧縮材３５をほぼ中央に集約して配置し、当該圧縮材３５から互いに９０°間隔で線材３１が外側に向けて延伸されている。このため、地震時における振動があらゆる方向のものであっても、これに応じた延伸方向の線材３１につながるコイルばね３３を介して振動を吸収することが可能となる。なお、この線材３１は少なくとも互いに異なる２方向に向けて延伸されていればよい。
【００５４】
図１２に示す例は、図１０の変形形態であるが、可動板２１には複数箇所に開口６１が設けられるとともに、当該各開口６１に一の圧縮材３５を設け、各案内機構３２に向けて延伸されてきた２本の線材３１の延伸方向を略一方向に向けて圧縮材３５へ案内する。複数箇所の開口６１間で案内機構３２に向けて延伸される線材３１の延伸方向を互いに異ならせる。図１２の例では、一の圧縮材３５に連続する２本の線材３１のなす角度は１８０°とされている。一の開口６１における２本の線材３１と、他の開口６１における２本の線材３１との間でなす角度は互いに異なるものとされている。貫通穴６１を介して露出する床１の上にはベースプレート６２が固定される。このベースプレート６２には、図１３の断面図に示すように１つの圧縮材３５が固定される。この圧縮材３５は、内部に１本のコイルばね３３を収納し、その上端が棒状体３４を介して係止される。圧縮材３５の下端には、案内機構３２が複数個に亘り設けられている。コイルばね３３の下端のフックには複数本の線材３１が取り付けられており、各線材３１が互いに異なる案内機構３２により案内されることとなる。その結果、線材３１は互いに異なる延伸方向となるように、案内機構３２を介して案内することが可能となる。各線材３１の他端は、同様に可動板２１に接続される。線材３１の延伸方向のなす角度は直交方向とされていることが理想ではあるが、同一方向でなければよい。
【００５５】
かかる構成によれば、地震が発生した場合において一方の線材３１から引張応力が負荷された場合に、他方の線材３１は常に撓むこととなる。このため、コイルばね３３を複数の線材３１間で共有しても特段の問題は生じないこととなる。また、１本の圧縮材３５に対して４本の線材３１が互いに異なる方向に延伸されていれば、地震後において原点に復帰するが、これに限定されるものではなく、１本のコイルばね３３又は定荷重ばね３３１に２本の線材３１がつながるものであってもよい。かかる場合において、可動板２１が原点復帰する最低限の条件は、少なくとも平面的に分散した２箇所から、１つのコイルばね３３又は定荷重ばね３３１に線材３１を介して繋がれていることである。このとき、当該２箇所からの２本の線材３１のなす角度は、互いに異なるものであれば良いが、１８０°であってもよいし望ましくは９０°とされていてもよい。
【００５６】
また図１４の例では、可動板２１の連続体の各辺から外側に向けて線材３１を延伸させ、これらを滑車７１を介して案内させながら、所望の箇所に集約させる構成である。実際に線材３１は、可動板２１の連続体の周囲を伝いながら所望の箇所に向けて案内されることとなる。一箇所に集約させた線材３１については、図１１又は図１３の何れかの方法で圧縮材３５に取り付けられる。これにより、上述と同様の作用効果を発揮させることが可能となる。この図１４の例において可動板２１が原点復帰する最低限の条件は、案内機構３２を介して少なくとも外周に３箇所（図１４の例では４箇所となっている）に、１つのコイルばね３３又は定荷重ばね３３１に線材３１が３本（図１４の例では４本となっている）が繋がれていることが前提となる。可動板２１を介して対向している両辺にそれぞれ固定される線材３１同士が互いに１８０°異なる方向に延伸していることが望ましい。コイルバネ３３等に予荷重が負荷されていてもよいし、負荷されていなくてもよい。また可動板２１において互いに直交している辺にそれぞれ固定される線材３１同士は、互いに９０°異なる方向に延伸していることが望ましい。
【００５７】
図１５、１６に示す例では、圧縮材３５を壁体３６に固定するのではなく、床１に固定する例を示している。この図１５の形態において、上述した図１と同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。
【００５８】
圧縮材３５は、水平に寝かせた状態で床１に固定される。このとき、圧縮材３５の端部に設けられた取付用プレート４３ｂを床１上に例えばボルト等により接合することで、当該圧縮材３５を固定することが可能となる。可動板２１の辺に対して略垂直方向に延伸されてきた線材３１は、案内機構３２を介して延伸方向が折り曲げられ、可動板２１の辺と平行方向になるように案内される。圧縮材３５に内蔵されたコイルばね３３も可動板２１の辺と平行方向において伸縮自在となるように配置され、案内機構３２を介して案内されてきた線材３１がこれに接続される。これにより、上述と同様の作用効果を発揮させることが可能となる。なお、かかる例においても同様に、図９に示すようなコイルばね３３の内部に圧縮材３５を内蔵する形態を採用するようにしてもよいことは勿論である。
【００５９】
なお、圧縮材３５は床１に固定される場合に限定されるものではない。例えば、可動板２１を基台１１上に載置する場合には、圧縮材３５もその基台１１上に固定するものであってもよい。この基台１１は、床１ひいては地盤に固定されているため、圧縮材３５も地盤に固定されているものとみなすことができる。
【００６０】
図１７、１８の例では、圧縮材３５を可動板２１に固定する例を示している。可動板２１のほぼ中央の表面において複数の圧縮材３５を固定し、各圧縮材３５に取り付けられるコイルバネ３３から線材３１を延伸させる。線材３１は互いに異なる方向に向けて延伸され、例えば９０°間隔で互いに直交する方向としてもよい。
【００６１】
この図１７の例では、案内機構３２を圧縮材３５に設けるようにしてもよいが、それ以外には、可動板２１の連続体の周端において案内機構３２を設けるようにしてもよい。この案内機構３２は、地震時における可動板２１の変位モードによる捩れに対しても対応できるように、首振り機能の付いた首振滑車を用いるようにしてもよい。この案内機構３２により案内された線材３１の周端は、壁体３６又は床１に取り付けられている。
【００６２】
かかる形態においても、コイルばね３３の延伸に応じて、図１８に示すように圧縮材３５と案内機構３２との間において互いに圧縮応力を作用させることが可能となり、当該圧縮応力によりコイルばね３３の延伸に対して対抗することが可能となる。また、圧縮材３５を可動板２１に固定するものであったとしても、同様に地震による振動を吸収することが可能となる。
【００６３】
また図１９は、免震対象物９０について実際に本発明を適用することにより免震する構成を示している。免震対象物９０を移動自在なキャスター９６を下部に配設した車両９８上に載置する。この車両９８には、ボックス９１内において収納された定荷重ばね９２が設けられている。この定荷重ばね９２の下端には線材３１が取り付けられている。線材３１は、複数本取り付けられていてもよく、かかる場合には図１９に示すように案内機構３２を介して線材３１を交差させつつ案内し、その終端を床１に固定するようにしてもよい。
【００６４】
地震により、免震対象物９０を載置した車両９８は図中左右に変位することになるが、その左右の変位に応じて線材３１が引っ張られ、定荷重ばね９２が引き出されることとなる。かかる場合においても図４と同様のメカニズムに基づいて同様の作用効果を発揮させることが可能となる。特にこの図１９の構成によれば、２本の線材３１を互いに逆方向に向かって延伸しているため、復元力をより強化することが可能となる。  さらに本発明によれば、圧縮材３５が、壁体３６内、又は床１内に内蔵されるものであってもよい。この圧縮材３５には、上述と同様に案内機構３２が設けられている。これら圧縮材３５や案内機構３２の構成は、何れも壁体３６内、又は床１内に内蔵されるものであるから、この案内機構３２につながる線材３１を壁体３６外、又は床１外に延伸するための長孔が当該壁体３６又は床１に設けられていてもよい。線材３１を外部に出すための孔を長孔とすることにより、地震による捩れや揺らぎが作用した場合においても、その長孔内において線材３１が移動することが可能となるため、捩れ等に追従することが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１  床
７  免震床
１０  免震システム
１１  基台
１２  凸曲面部
２１  可動板
３１  線材
３２  案内機構
３３  コイルばね
３４  棒状体
３５  圧縮材
３６  壁体
４１  接続部材
４２  定着部材
４３  プレート
５１  治具
５２  フック
５３  凸部
５４  把持棒
６１  貫通穴
６２  ベースプレート
７１  滑車
９０  免震対象物
９１  ボックス
９２、３３１  定荷重ばね
９６  キャスター
９８  車両
３２１  滑車
３２２  回転部
３２５  回転車
３２６  中心軸
３２７  縁部３３２  ボックス
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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