(57)【要約】【課題】部分免震に適した免震装置において、地震に由来しない力で免震目的物が動くことをなくし安全性を高めたものとする。【解決手段】建築物に固定される固定底体７の上向き傾斜面８と免震目的物を載置する荷重支持体１０の下向き傾斜面１３との間に数個の球体１７を円周上に配備した移動支持体１６を挟み込み、固定底体７の横方向動きよりも移動支持体１６の動きが小さいことにより免震を行なうものにおいて、中立位置で荷重支持体１０を固定底体７に結合固定するが、横方向のずれで結合が解除されるロック機構３０を設けた。【選択図】        図１
2004270864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を凹状の傾斜面とした固定底体と、下面に凸状の傾斜面を有し免震目的物を載置する荷重支持体と、複数個の球体を円周上に配置して保持枠に保持させてなる移動支持体とを有し、前記移動支持体が前記球体を上下の向かい合った前記傾斜面に接触させて前記固定底体と荷重支持体との間に装入されている免震装置において、
前記固定底体と荷重支持体のそれぞれの中心が一致した中立位置で前記荷重支持体を前記固定底体に結合固定し、前記中心がずれたとき前記結合が解除されて前記固定底体と荷重支持体とが互いに個別の横方向動きを行なうようにしたロック機構、
を具えたことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
上面を凹状の傾斜面とした固定底体と、下面に凸状の傾斜面を有し免震目的物を載置する荷重支持体と、複数個の球体を円周上に配置して保持枠に保持させてなる移動支持体と、前記荷重支持体および移動支持体の少なくともいずれかに弾性的に作用させた中心位置保持機構とを有し、前記移動支持体が前記球体を上下の向かい合った前記傾斜面に接触させて前記固定底体と荷重支持体との間に装入されている免震装置において、
前記固定底体と荷重支持体のそれぞれの中心が一致した中立位置で前記荷重支持体を前記固定底体に結合固定し、前記中心がずれたとき前記結合が解除されて前記固定底体と荷重支持体とが互いに個別の横方向動きを行なうようにしたロック機構、
を具えたことを特徴とする免震装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載した免震装置において、
免震目的物を載置する載置台を有し、前記載置台は前記荷重支持体の中心に設置した自在受体により水平を維持するように前記荷重支持体に載せられている、
ことを特徴とする免震装置。
【請求項４】
前記ロック機構が前記固定底体および荷重支持体の中心に設置されている請求項１、２、３のいずれかに記載した免震装置。
【請求項５】
前記ロック機構は前記荷重支持体に設けた案内孔に上下可動に嵌装され下方突出部分に上下二つの周溝を有するとともに下端に係止片を有する軸部材と、前記周溝の一つに係合する係合部片と、前記固定底体に設けた前記係止片を嵌入する嵌入凹部とを具え、前記固定底体と荷重支持体の中心が一致した中立位置で前記係合部片を上方の周溝に係合するとともに前記係止片を前記嵌入凹部に嵌入することにより前記荷重支持体を前記固定底体に結合固定し、前記中心がずれたとき前記係止片が前記嵌入凹部から脱出するとともに前記係合部片が下方の周溝に係合するものとされている、請求項１、２、３、４のいずれかに記載した免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地震による動きを減少させるための免震装置、殊に建築物内部に設置された機器、家具、調度品、工芸品などの部分免震に使用するのに好適な免震装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物などを球体に乗せて地震時の特に水平動の伝達を低減させる考えは古くから提案されている。  例えば特開昭６４−１７９４５号公報、特開平１−２７５８２１号公報には球体を使用して建築物の免震を図ることが記載され、また例えば特開平５−１６４１６８号公報、特開平１０−３８０２２号公報には球体を使用して建築物に限らずその内部に設置された機器などの免震を図ることが記載されている。
【０００３】
前記免震装置の内で、後者二つの公報に記載されているものは、前者二つの公報に記載されているものに比べて大きな振幅の振動に対処することができ、且つ建築物内部に設置された機械などの部分免震に使用することができるものとしている。
【０００４】
即ち、前記特開平５−１６４１６８号公報に記載されている免震装置、およびその改良品である前記特開平１０−３８０２２号公報に記載された免震装置は、図５に概略的に示したように、建築物の床（または基礎）に直接または防振部材を介して設置され上面を凹状の湾曲面５２とした固定底体５１と、免震目的物である機器などの設置物（または建築物）を載置する受台５３を上部に有し下面を凸状の湾曲面５５とした荷重支持体５４と、数個の球体５７を円周上に配置して保持枠５８に保持させてなる移動支持体５６とを具え、球体５７を上下の向かい合った湾曲面５２、５５に接触させて移動支持体５６を固定底体５１と荷重支持体５４との間に装入したものである。
【０００５】
この免震装置は水平に設置されるものであって、地震時に固定底体５１が横方向へずれ動いて往復動を繰り返す振動を行なうとき、移動支持体５６が固定底体５１よりも小さいずれ動きの往復動を行ない、荷重支持体５４が移動支持体５６よりも小さいずれ動きの往復動を行なうことによって免震の目的を達成することができるものである。
【０００６】
尚、前記特開平１０−３８０２２号公報に記載の免震装置は、荷重支持体５４および移動支持体５６の少なくともいずれかにこれらを中心位置に保持させるように働くばね５９、６０を作用させて大きな振幅の地震にも対応できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５で説明した前記従来の免震装置を建築物内部に設置される機器、家具、調度品、工芸品などの部分免震に使用する場合、これらの免震目的物を受台５３に載置した荷重支持体５４は球体５７に乗っているので、免震目的物を故意にあるいは不作意に押したとき、その重量や加えた力の強さによっては荷重支持体５４が免震目的物と一緒に動いてしまい、しかも荷重支持体５４の下面が湾曲面５５であるため動きながら傾くので不安定であることを避けられない。
【０００８】
本発明は、上面を凹状の湾曲面で例示される傾斜面とした固定底体と、下面に凸状の湾曲面で例示される傾斜面を有し免震目的物を載置する荷重支持体と、複数個の球体を円周上に配置して保持枠に保持させてなる移動支持体とを有し、移動支持体が球体を上下の向かい合った傾斜面に接触させて固定底体と荷重支持体との間に装入されている前述の免震装置、またはこのものに加えて荷重支持体および移動支持体の少なくともいずれかに弾性的に作用させた中心位置保持機構を有する同じく前述の免震装置がもっている、免震目的物が地震に由来しない外力で動く心配がある、という前記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは免震機能を損わずに地震以外の外力で免震目的物が動くことのないものとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の免震装置についての前記課題を解決するために、本発明は固定底体と荷重支持体のそれぞれの中心が一致した中立位置で荷重支持体を固定底体に結合固定し、中心がずれたとき結合が解除されて固定底体と荷重支持体とが互いに個別の横方向動きを行なうようにしたロック機構を具えたものとした。
【００１０】
平常時には荷重支持体が固定底体に固定されていることによって、その上に載置した免震目的物を押しても動くことなく所定の位置、姿勢を安定よく維持する。地震が発生して固定底体が横方向へずれ動き、これに伴って移動支持体と荷重支持体がずれ動きをする最初の動作で固定底体と荷重支持体との結合が解除され、以後は免震装置がもっている振動低減機能による免震が行なわれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、平面正方形であって底板１ａと周側板１ｂとからなる下カバー体１に同じく平面正方形であって蓋板２ａと周側板２ｂとからなる上カバー体２が周側板１ｂ、２ｂを互いに重ねて嵌込まれており、蓋板２ａは中心に操作孔３が設けられているとともにその周りに複数個、本実施の形態では三個の窓孔４が円周方向等間隔で設けられている。  また、周側板１ａとほぼ等しい高さに作られた円環状の止め部材５が周側板１ａにほぼ内接して下カバー体１に収装固定されている。
【００１２】
底板１ａには薄円板状であって中心部分が最も低くそれより外側周縁に向かって次第に高くなる上向き凹状に湾曲した傾斜面８を上面に形成した固定底体７が互いの中心を一致させて重ねられ、図示しないねじなどの適宣手段によって底板１ａに固定されている。
【００１３】
また、平面正方形の平板からなる受台１１と、薄円板状であって中心部分が最も高くそれより外側周縁に向かって次第に低くなる下向き凸状に湾曲した傾斜面１３を下面に形成した滑動台１２と、これらを上下に少し離間させて分離可能に結合した脚柱１４とからなる荷重支持体１０が固定底体７の上方に配備されている。  脚柱１４は本実施の形態では三個であり、円周方向等間隔に配置されて蓋板２ａの窓孔４を貫通し、受台１１を上カバー体２の上方、滑動台１２を下カバー体１の内部に位置させている。
【００１４】
尚、荷重支持体１０がその中心を固定底体７の中心と一致させたとき、即ち図１に示す固定底体７の中心を通る鉛直中心線Ｎ上に中心を置いたとき、互いに向かい合った二つの傾斜面８、１３の間隔は中心部から外側周縁部に至るまでほぼ同一であるように作られている。  また、二つの傾斜面８、１３は球面状に湾曲したものに限らず、円錐面状としたものであってもよい。
【００１５】
更に、数個、一般には６個乃至１２個の球体１７をそれらの上下両端部分を突出させて円環状の保持枠１８に自転自由に保持した移動支持体１６が固定底体７と荷重支持体１０との間に装入されている。  球体１７は一平面上において円周方向等間隔に配置され、上下の互いに向かい合った傾斜面８、１３に接触している。  また、この移動支持体１６がその中心を鉛直中心線Ｎ上に置いたとき、荷重支持体１０も傾斜面８、１３がほぼ一定間隔であることによってその中心を鉛直中心線Ｎ上に置くように位置調整される。この状態において、固定底体７が水平面上に設置されていれば、移動支持体１６、荷重支持体１０もそれぞれ水平面上に置かれ、この中立位置において荷重支持体１０は免震目的物を傾けることなく載置しておくことができる。
【００１６】
地震が発生したとき、地盤の横揺れに伴って建築物の主として床に固定した下カバー体１とこれに固定した固定底体７とが床と一体の横方向振動を行なう。  固定底体７が中心を鉛直中心線Ｎ上に置いた図１および図４（Ａ）に示す中立位置から横方向、例えば図の右方向へずれ動くと、その上に乗っている移動支持体１６はその球体１７が傾斜面８の右方向移動に伴って図示反時計方向へ回転させられることにより左方向へ移動し、その結果移動支持体１６は固定底体７の右方向移動距離と固定底体７に対する左方向移動距離との差に相当する距離だけ右方向へ移動し、且つ右下がりに傾斜する。  一方、荷重支持体１０は移動支持体１６に乗って右下がりに傾斜し右方向へすべり動こうとするが、反時計方向へ回転している球体１７によって左方向へ移動されられる力を受け、これらの力の差に相当する距離だけ右方向へ移動する。  このため、図４（Ｂ）に示したように、固定底体７が鉛直中心線ＮからＮＲ１までずれ動いたとき、移動支持体１６はこれよりも小さいストロークのＮＲ２までずれ動き、荷重支持体１０は更にこれよりも小さいストロークのＮＲ３までずれ動く。
【００１７】
固定底体７がＮＲ１から左方向へ図４（Ｃ）に示すＮＬ１までずれ動いたとき、前記と同じ理由によって移動支持体１６はこれよりも小さいストロークのＮＬ２までずれ動き、荷重支持体１０は更にこれよりも小さいストロークのＮＬ３までずれ動く。
【００１８】
即ち、固定底体７の振幅ＮＲ１−ＮＬ１に比べて荷重支持体１０の振幅ＮＲ３−ＮＬ３は大幅に小さく、地震による水平動の伝達を低減するという免震の目的が達成されることとなる。
【００１９】
本発明の免震装置は少なくとも三台を同一水平面上に設置して免震目的物を分担支持させるものであり、それらの受台１１にまたがらせて免震目的物を直接載置するか、または図１に二点鎖線で示した載置台２０を準備してこれを各受台１１にまたがらせて載せ、この載置台２０に免震目的物を載置する。
【００２０】
ここで、荷重支持体１０は図４（Ｂ）、（Ｃ）に見られるように、地震時に右下がりの傾斜と左下がりの傾斜とを繰り返すが、傾斜面８、１３の勾配と球体１７の径および配置円周の径とを適宣に設定することによって傾きを僅かなものとすることができ、免震目的物に横方向振動と同時に上下動および傾きが加えられても倒れることはない。
【００２１】
本実施の形態では受台１１の中心、即ち中立位置において鉛直中心線Ｎ上に位置させて、受台１１と載置台２０とに切欠球状の受孔を設けた受部片２２、２３を対向突設するとともに受球体２４をこれらの受孔に嵌込んでなる自在受体２１を設けている。自在受体２１は荷重支持体１０が傾いても載置台２０を水平に維持するように働き、図４のＮからＮＲ３、ＮＬ３に至ったときの中心部分の僅かな上下移動に伴う上下微細振動が横方向振動に加えられるが、傾きが加えられないことによって免震目的物の安全を更に向上することができる。
【００２２】
以上により免震の目的を達成することができるが、本実施の形態では振幅のきわめて大きい横方向振動を伴う地震に対しても荷重支持体１０、移動支持体１６の横方向動きを抑制することができるように、これらの外側周縁と止め部材５とに両端を結合して放射状に配備した複数個のずつのダンパからなる中心位置保持機構２５、２６を設けた。この中心位置保持機構２５、２６はその具体的構成の図解説明を省略したが、前出の特開平１０−３８０２２号公報に記載されているコイルばねや板ばねのほかに流体圧ダンパなど適宣のダンパを用いて構成することができ、これらが荷重支持体１０、移動支持体１６を中立位置に保持するように弾性的に働くことにより、固定底体７に比べて横方向動きを充分に小さいものとすることが可能となり、また地震が終ったとき荷重支持体１０や移動支持体１６が慣性で動き続けることを抑制し直ちに中心位置に保持させることができる。
この中心位置保持機構２５、２６は荷重支持体１０、移動支持体１６の両方に設けることなく、そのいずれかにのみ設けたものとしてもよい。
【００２３】
尚、本実施の形態では受台１１以外の構成部品を下カバー体１、上カバー体２に包み込んだが、外部に露出しているものとしても機能上の問題はない。  しかし、免震目的物の種類や設置場所によっては美観を損なわせないために下カバー体１、上カバー体２に収装するのが得策である。
【００２４】
次に、免震目的物或いは載置台２０、受台１１を故意にまたは不作意に押したとき、免震目的物の重量や加えた力の強さによっては荷重支持体１０が一緒に動いてしまい、その下面の傾斜面１３が中立位置の球体１７に乗ってすべり移動することによって傾き、免震目的物の姿勢を不安定にする、という心配がある。
【００２５】
本発明はこのように地震に由来しない外力で免震目的物が動くことがないようにすることを重要な目的とするものであって、そのために荷重支持体１０を固定底体７に結合固定するロック機構３０を具えたものとした。
【００２６】
即ち、図１、図２を参照してロック機構３０の実施の形態を説明すると、荷重支持体１０の中心に位置させてその滑動台１２に設けた案内孔３１に軸部材３２が上下可動に嵌装され、この軸部材３２は下方突出部分に上下二つの周溝３３Ａ、３３Ｂをほぼ隣接させて有しているとともに下端に球体からなる係止片３４を自転自由に装着させて有しており、軸部材３２を囲んで滑動台１２に一端を固定した複数個の板ばねからなりその自由端が周溝３３Ａ、３３Ｂの一つと交互に嵌入係合するようにした係合部片３５が配備され、更に固定底体７の中心に位置させて係止片３４の一部を嵌入する嵌入凹部３６が設けられている。
【００２７】
中心位置において、図１および図２（Ａ）に示したように係止片３４を嵌入凹部３６に嵌入させ係合部材３５を上方の周溝３３Ａに嵌入係合させることにより、荷重支持体１０は軸部材３２を介在させて固定底体７に結合固定される。  このため、地震に由来しない横方向の力が加えられても、動いたり傾いたりすることなく免震目的物を所定の位置、姿勢に安定よく保たせることができる。
【００２８】
ごく微弱な地震が発生したときは前記の状態が維持されるが、或る強度を超える地震が発生して固定底体７と荷重支持体１０、移動支持体１６との中心がずれると、係止片３４が嵌入凹部３６から脱出し軸部材３２は押し上げられる。  このため、係合部材３５は下方の周溝３３Ｂに嵌入係合して軸部材３２を上昇位置に保持するようになり、固定底体７と荷重支持体１０との結合が解除されて以後の免震作用の支障となったり振動の都度係止片３４が嵌入凹部３６に入って破損するなどの不都合を生じさせない。このときの状態は図２（Ｂ）に示されている。
【００２９】
地震が終わったとき、荷重支持体１０と移動支持体１６とは傾斜面８、１３により、或いはこれに加えて中心位置保持機構２５、２６により中立位置に戻るので、免震目的物と受台１１とを除去し操作孔３を利用して軸部材３２を押し下げることにより、再び荷重支持体１０を固定底体７に結合固定することができる。
【００３０】
ロック機構３０は滑動台１２、固定底体７のいずれかまたは両方の一部を外側方へ延出させてそこに設置することもできる。しかし、本実施の形態のように中心部分に設置すると、装置全体を大形化することなく設置できるという利点がある。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると部分免震にすぐれた機能を発揮することに加えて、地震に由来しない力が加えられたときの動きが防止されることにより、免震目的物を所定の位置、姿勢に安定よく維持し、すぐれた安全性が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１のロック機構およびその動作を説明する拡大縦断面部分図。
【図３】図１の実施の形態の横断面図。
【図４】図１の実施の形態の動作説明図。
【図５】従来例を示す縦断面概略図。
【符号の説明】
７  固定底体、  ８、１３  傾斜面、  １０  荷重支持体、  １１  受台、  １２  滑動台、  １６  移動支持体、  １７  球体、  １８  保持枠、  ２０  載置台、  ２１  自在受体、  ２５、２６  中心位置保持機構、  ３０  ロック機構
【図１】
2004270864.tif 000003
【図２】
2004270864.tif 000004
【図３】
2004270864.tif 000005
【図４】
2004270864.tif 000006
【図５】
2004270864.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月24日(2003.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004270864.tif 000008
【図２】
2004270864.tif 000009
【図３】
2004270864.tif 000010
【図４】
2004270864.tif 000011
【図５】
2004270864.tif 000012