(57)【要約】【課題】垂直方向の衝撃を吸収し、橋などのようにスパンの長い構造物に対しても簡単な構造であらゆる方向の揺れに対応できる免震装置を提供する。【解決手段】上部構造物１に固定される上側部材３と、基礎部材２に支持される下側部材４と、上側部材３と下側部材４との間に介装された転動部材５と、転動部材５の姿勢保持手段とを有する免震装置であって、上側部材３および下側部材４と転動部材５の当接面は曲面に形成され、転動部材５は断面が略楕円のボール状に形成され、上側部材３と転動部材５が当接する第１当接面と、下側部材と転動部材５の当接する第２当接面は、垂線位置が異なる構造とした。【選択図】　　　　図１
2004052992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下側部材と、前記上側部材と前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材の姿勢保持手段とを有する免震装置であって、
前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と、前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記転動部材の姿勢保持手段は、前記転動部材の表面に形成されたインボリュートギヤと、前記上側部材および前記下側部材の内面に形成された前記インボリュートギヤと歯合するラック状ギヤと、前記上側部材の外側に装着された弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記転動部材の姿勢保持手段は、前記転動部材を横方向に貫通する指示部材と、前記指示部材の両側を支持する弾性フランジであることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項４】
前記転動部材の姿勢保持手段は、前記転動部材を軸方向に貫通する支持部材と、前記支持部材の両端部に形成された回り止め部と、前記回り止め部を固定する弾性固定部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項５】
上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下側部材と、前記上側部材と前記下側部材との間に介装された転動部材とを有する免震装置であって、
前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成されると共に表面にインボリュートギヤが形成され、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の内面には前記インボリュートギヤと歯合するラック状ギヤが形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とする免震装置。
【請求項６】
上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に固定される下部部材と、前記上側部材および前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材を横方向に貫通する指示部材と、前記指示部材の両側を支持する弾性フランジと、前記上側部材および前記下側部材の両側に装着された弾性部材とを有する免震装置であって、
前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とする免震装置。
【請求項７】
上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下部部材と、前記上側部材および前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材を軸方向に貫通する支持部材と、前記支持部材の端部に形成された回り止め部と、前記回り止めを支承する弾性固定部材と、前記上側部材および前記下側部材の両側に装着された弾性部材とを有する免震装置であって、
前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は略偏平した紡錘子状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とする免震装置。
【請求項８】
上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下部部材と、前記上側部材および前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記支持部材の両側を支持する弾性部材とを有する免震装置であって、
前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は略偏平で両端に直線部を有する端部を備えた球体に形成され、前記転動部材の端部が前記上側部材または前記下側部材と当接するまでは、前記転動部材と前記上側部材または前記下側部材の間で転がり摩擦で動作し、　前記転動部材の支持部材が前記上側部材または前記下側部材と当接した後は、前記転動部材と前記上側部材または前記下側部材の間で滑り摩擦で動くことを　特徴とする免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構築物と基礎部材の間に介装着され、構築物を地震から保護する免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物や橋など構造部を地震等の震動から保護するために免震装置が積極的に使用されるようになってきた。この免震装置は、ゴムやスプリングを介して建造物を支承することにより、これらのゴムやスプリングの弾性力によって震動を吸収するものがほとんどであった。しかし、ゴムやスプリングは比較的劣化が速いので、長期間使用されることが前提の建造物に使用する免震装置としては、必ずしも適当ではなかった。また、大きな荷重を支承するにはかなり大型化してしまうと共に限度があり、この大きな荷重を分散して支承するするために多数の免震装置が必要となっていた。
【０００３】
そこで、この問題を解決する手段として、特開平１０−６１２５０号公報に示すような免震装置があった。この免震装置は、一方向から見て左右対称で中心部が最も深く且つ外側の勾配が大きい断面形状を有する凹状面を備えた支持部材２個を凹状面を向かい合わせにして上下に配置し、上記視方向に沿って水平に配置される１本の円柱状ローラを両凹状面の間に介在させた状態で重ねることにより耐震ユニットを構成し、この耐震ユニットをローラの軸が直交する向きに上下に２段に重ねて配置したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の免震装置は、横方向の揺れ斜め方向の揺れに対しては効果的に免震機能を発揮するが、直下型の地震のように垂直方向の瞬間的な衝撃に対しては効果的に機能せず、地面の衝撃がそのまま構造物に伝達して、構造物に衝撃を与えてしまうという不具合があった。
【０００５】
また、横揺れ方向に対しても、一つの耐震ユニットは、ローラの軸が直交する方向の横揺れに対して効果があるので、ローラの軸方向の揺れに対しては、ローラの軸が直交する向きに上下に２段に重ねて配置しなければならず、構造が複雑になると共にコストもかかるという問題もあった。
【０００６】
さらに、橋などのようにスパンの長い構造物は、地震時において長手方向の移動距離が大きくなるので、それに対処するには水平方向に複数本のローラを必要とし、一層構造が複雑になると共にコストもかかるという問題もあった。
【０００７】
本発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので、垂直方向の衝撃を吸収し、橋などのようにスパンの長い構造物に対しても簡単な構造であらゆる方向の揺れに対応できる免震装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の免震装置は、上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下側部材と、前記上側部材と前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材の姿勢保持手段とを有する免震装置であって、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と、前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明における転動部材の姿勢保持手段は、前記転動部材の表面に形成されたインボリュートギヤと、前記上側部材および前記下側部材の内面に形成された前記インボリュートギヤと歯合するラック状ギヤと、前記上側部材の外側に装着された弾性部材であることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明における転動部材の姿勢保持手段は、前記転動部材を横方向に貫通する指示部材と、前記指示部材の両側を支持する弾性フランジであることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明における転動部材の姿勢保持手段は、前記転動部材を軸方向に貫通する支持部材と、前記支持部材の両端部に形成された回り止め部と、前記回り止め部を固定する弾性固定部材であることを特徴とすることもできる。
【００１２】
また、本発明の免震装置は、上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下側部材と、前記上側部材と前記下側部材との間に介装された転動部材とを有する免震装置であって、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成されると共に表面にインボリュート歯車が、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の内面には前記インボリュート歯車と歯合するラック状歯車が形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の免震装置は、上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に固定される下部部材と、前記上側部材および前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材を横方向に貫通する指示部材と、前記指示部材の両側を支持する弾性フランジと、前記上側部材および前記下側部材の両側に装着された弾性部材とを有する免震装置であって、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴としてもよい。
【００１４】
また、本発明の免震装置は、上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下部部材と、前記上側部材および前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材を軸方向に貫通する支持部材と、前記支持部材の端部に形成された回り止め部と、前記回り止め部を支承する弾性部材と、前記上側部材および前記下側部材の両側に装着された弾性部材とを有する免震装置であって、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は略偏平した紡錘子状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なることを特徴とすることもできる。
【００１５】
さらに、本発明の免震装置は、上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下部部材と、前記上側部材および前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記上側部材および前記下側部材を支持する弾性部材とを有する免震装置であって、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は略偏平で両端に直線部を有する端部を備えた球体に形成され、前記転動部材の支持部材が前記上側部材または前記下側部材と当接するまでは、前記転動部材と前記上側部材または前記下側部材の間で転がり摩擦で動作し、前記転動部材の支持部材が前記上側部材または前記下側部材と当接した後は、前記転動部材と前記上側部材または前記下側部材の間で滑り摩擦で動くことを　特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る免震装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明に係る免震装置の第１の実施の形態を示す断面図、図２は図１の免震装置の断面構造を示す側面図、図３は図１の免震装置の作動状態を示す断面図、図４は本発明の免震装置の第２の実施の形態を示す断面図、図５は図４の免震装置の作動状態を示す断面図、図６は本発明の免震装置の第３の実施の形態の要部を示す斜視図、図７は図６の免震装置の断面構造を示す側面図、図８は図６の免震装置の作動状態を示す断面図、図９は図６の免震装置の作動状態を示す断面図、図１０は本発明の免震装置の第４の実施の形態を示す側面図、図１１は図１０の免震装置の作動状態を示す側面図である。
【００１７】
本発明の免震装置の第１の実施の形態である免震装置Ａは、図１乃至図３に示すように、上部構造物１に固定される上側部材３と、基礎部材２に支承される下側部材４と、前記上側部材３と下側部材４の間に介装された転動部材５と、前記転動部材５の姿勢保持手段とを有する免震装置である。この免震装置Ａは、構造物１と基礎部材２の間に適当個数設置されるものである。
【００１８】
この免震装置Ａは、前記上側部材３および下側部材４と前記転動部材５の当接面は曲面に形成されており、前記転動部材５は断面が略楕円のボール状に形成されている。そして、前記転動部材５の表面にはインボリュートのギヤ５ａが形成されており、上側部材３および下側部材４の内面にはインボリュート歯車５ａに歯合するインボリュートのラック状ギヤ３ａ，４ａが形成されている。前記転動部材５と前記上側部材３が当接する第１当接面Ｐ１と、前記転動部材５と下側部材４が当接する第２当接面Ｐ２は、垂線位置が異なるように転動部材５が後述する姿勢保持手段により保持されている。
【００１９】
この転動部材５の姿勢保持手段は、転動部材５の表面に形成されたインボリュートのギヤ５ａと、前記上側部材３および前記下側部材４の内面に形成された前記ラック状ギヤ３ａ，４ａと、上側部材３の外側に装着された弾性部材６，７により構成されている。即ち、弾性部材６，７は、後述するように、上側部材３と下側部材４の端部には上側部材３と下側部材４の動きを規制するすることにより、転動部材５の姿勢を保持するものである。そして、図１に示すように、図中前後方向の端部にも弾性部材６，７と同様の弾性部材８，９が装着されている、さらに、これらの弾性部材を取り囲むようにカバー部材１０が被着されている。
【００２０】
また、前記転動部材５の表面に形成されたインボリュートギヤ５ａと、上側部材３と下側部材４に形成されたラック状ギヤ３ａ，４ａにより、転動部材５と上側部材３、下側部材４との関係は歯車のラックとピニオンの関係となり、転動部材５は上側部材３と下側部材４の内面に沿って自由に転動可能となる。さらに、転動部材５は断面が略楕円のボール状に形成されているので、図中の左右方向の転動のみならず、前後方向の転動も可能となるものである。
【００２１】
これらの上側部材３、下側部材４、転動部材５、カバー部材１０には、鉄系の金属材料で構成される。これらの部材を鉄系の金属材料で構成する理由は、免震装置の耐久性を向上させるためである。従って、上側部材３、下側部材４、転動部材５、カバー部材１０は鉄系の金属材料に限定されるものではなく、例えばセラミック材料やアルミニウム合金などの剛性の高い種々の材料を使用することができる。また、転動部材５と上側部材３および下側部材４の当接面は、動作を滑らかにするためコーテング処理を行うことができる。さらに、弾性部材６，７，８，９は耐久性の高めたスチールベルト入りのシリコンゴムなどを使用するものである。
【００２２】
このように構成された免震装置Ａは、初期状態においては、図２に示すように、転動部材５と前記上側部材３が第１当接面Ｐ１で当接し、転動部材５と下側部材４は第２当接面Ｐ２で当接している。従って、第１当接面Ｐ１の垂線位置と第２当接面Ｐ２の垂線位置は異なるものである。そのため、この状態においては、上部構造物１からの第１当接面Ｐ１で働く荷重Ｆ１は、転動部材５を下向きに押し下げる荷重となるが、転動部材５が上側部材３に歯合しているために、上側部材３を図中右方向に移動させる荷重Ｆ１１となるものである。そして、この上側部材３の荷重Ｆ１１は弾性部材６により規制され、位置がほじされる。
【００２３】
また、同様に、第１当接面Ｐ１で転動部材５に加えられた下向きの荷重Ｆ１は、転動部材５に対する図中時計方向の回転トルクＦ１２となる。そのため、第２当接面Ｐ２では第１当接面Ｐ１と逆方向の荷重となり回転トルクＦ２２となる。そのため転動部材５と歯合している下側部材４は、図中左方向の荷重Ｆ２１を受け左側に移動しようとするが、弾性部材７により規制されるものである。即ち、垂直方向の荷重は、横方向の荷重に分散されるので、見かけ上、直接上下方向の抵抗がなくなるので、上下方向の衝撃などに対する応答が非常に早くなる。
【００２４】
このように構成された免震装置Ａは、例えば直下型の地震により、垂直方向の衝撃を受けた場合は、図３に示すように、第２当接血Ｐ２により転動部材５に伝達され、転動部材５に対して上向きの荷重Ｆ２が働くと同時に、第２当接面Ｐ２を中心として転動部材５に時計回り方向のトルクＦ２２′を生じさせるので、転動部材５は、時計回り方向に転動する。すると、下側部材４を図中左方向に移動する荷重Ｆ１２′を生じるが、弾性部材６が変形することによりこの荷重Ｆ１２′を吸収するものである。また、同時に転動部材５が転動すると、第１当接面Ｐ１では転動部材５歯合している上側部材３を右方向に移動させる荷重Ｆ１１′が発生するが、弾性部材６が変形することにより、その衝撃荷重を吸収するものである。
【００２５】
上述のように免震装置Ａは、垂直方向の衝撃的な荷重に対して効果的な免震機能を発揮するが、通常の横揺れに対しても転動部材５と上側部材３および下側部材４が相対的に移動することにより、免震効果を発揮するものである。さらに、転動部材５は断面が略楕円のボール状に形成され　上側部材３および下側部材４との当接面は曲面に形成されているので、この免震装置Ａが１組で左右方向だけでなく、前後方向の揺れに対しても効果を発揮するものである。
【００２６】
次に、図４および図５は、本発明に係る免震装置の第２の実施の形態を示すものである。この免震装置Ｂは、上部構造物１に固定される上側部材１１と、下部構造物２に固定される下側部材１２と、前記上側部材１１と前記下側部材１２との間に介装された転動部材１３と、前記転動部材を横方向に貫通する指示部材１４と、前記上部構造物１と前記下部構造物２との間に介装され前記指示部材の両端を固定する弾性部材１５，１６とを有する免震装置である。そして、指示部材１４の両側に転動部材１３の姿勢保持手段となる弾性フランジ１７，１８が装着されている。
【００２７】
また、前記上側部材１１および前記下側部材１２と前記転動部材１３の当接面１１ａ，１２ａは、曲面に形成され、前記転動部材１３は、断面が略楕円の球状に形成され、前記上部構造物と前記転動部材が当接する第１当接面Ｐ３と前記下部構造物と前記転動部材の当接する第２当接面Ｐ４は、垂線位置が異なることを特徴とするものである。また、弾性部材１５，１６の外側には前記下側部材１２と一体に形成されたガバー部材１９が被着されている。
【００２８】
このように構成された免震装置Ｂは、図４に示すように、初期状態において、転動部材１３と前記上側部材１１が第１当接面Ｐ３で当接し、転動部材１３と下側部材１２は第２当接面Ｐ４で当接するように、指示部材１４と弾性部材１５，１６により規制されている。従って、第１当接面Ｐ３の垂線位置と第２当接面Ｐ４の垂線位置は異なるものである。そのため、この状態においては、上部構造物から上側部材１１への荷重は第１当接面Ｐ３で下向きの荷重Ｆ３となり、転動部材１３を時計方向へ回転させるトルクＦ３２となる。このトルクＦ３２は指示部材１４も伝達され、指示部材１４を押し下げる荷重Ｆ３１なるが、弾性フランジ１７で規制されているため、転動部材１３はこの姿勢を保持するものである。
【００２９】
また、同様に、第１当接面Ｐ３で転動部材１３に発生した転動部材１３を回転させるトルクＦ３２は、転動部材１３の反対側の第２当接面Ｐ４では第１当接面Ｐ３と逆方向の荷重となり回転トルクＦ４２となる。そのため指示部材１４を規制している弾性フランジ１８に対しては上向きの応力荷重Ｆ４１として作用するが、弾性フランジ１８に吸収される。
【００３０】
このように構成された免震装置Ｂは、例えば直下型の地震により、垂直方向の衝撃を受けた場合は、図５に示すように、第２当接面Ｐ４により転動部材１３に伝達され、転動部材１３に対して上向きの荷重Ｆ４′が働くと同時に、第２当接面Ｐ４を中心として転動部材１３に時計回り方向のトルクＦ４２′を生じさせる。そのため、転動部材１３に時計回り方向に転動し、転動部材１３に当接している上側部材１１は、図中右方向に移動し弾性部材１５に当たって弾性部材１５を変形させることにより、そのエネルギーを吸収され、衝撃が緩和され揺れが抑えられる。
【００３１】
また、転動部材１３が転動すると、指示部材１４により弾性フランジ１８には上向きの荷重Ｆ４１′が作用し、弾性フランジ１７には下向きの荷重Ｆ３１′が作用するが、弾性フランジ１７と弾性フランジ１８が変形することにより、衝撃を吸収するものである。
【００３２】
上述した免震装置Ｂは、免震装置Ａと同様に、垂直方向の衝撃的な荷重に対して効果的な免震機能を発揮するが、通常の横揺れに対しても転動部材１３と上側部材１１および下側部材１２が相対的に移動することにより、免震効果を発揮するものである。さらに、転動部材１３は断面が略楕円のボール状に形成され、上側部材１１および下側部材１２との当接面は曲面に形成されているので、この免震装置Ａが１組で左右方向だけでなく、前後方向の揺れに対しても効果を発揮するものである。
【００３３】
次に、図６乃至図９は、本発明に係る免震装置の第３の実施の形態を示すものである。この免震装置Ｃは、上部構造物１に固定される上側部材２１と、基礎部材２に固定される下部部材２２と、前記上側部材２１および前記下側部材２３との間に介装された転動部材２３と、前記転動部材２３を軸方向に貫通する支持部材２４と、前記支持部材２４の端部に形成された回り止め部材２５，２６と、前記支持部材の端部を支承する弾性フランジ２７，２８と、前記上側部材２１および前記下側部材２３の両端に装着された弾性部材２９，３０を有する免震装置である。
【００３４】
また、この免震装置Ｃは、前記上側部材２１および前記下側部材２２と前記転動部材２３の当接面は曲面に形成され、前記転動部材２３は略偏平した中心部の径が太い紡錘子（スピンドル）状に形成され、前記上側部材２１と前記転動部材２３が当接する第１当接面Ｐ５と前記下側部材２２と前記転動部材２３の当接する第２当接面Ｐ６は、垂線位置が異なるように構成されている。このような姿勢に転動部材２３を保持するために、姿勢保持手段が備えられている。この姿勢保持手段は、前記転動部材２３を軸方向に貫通する支持部材２４と、前記支持部材２４の両端部に形成された回り止め部２５，２５と、この回り止め部２５，２５を固定する弾性固定部材２７，２８である。
【００３５】
このように構成された免震装置Ｃは、図８に示すように、初期状態において、第１当接面の垂線位置と第２当接面の垂線位置は異なるように、転動部材２３と前記上側部材２１が第１当接面Ｐ５で当接し、転動部材２３と下側部材２２は第２当接面Ｐ６で当接するように、指示部材１４と弾性フランジ２７，２８により規制されている。即ち、垂直方向の荷重は、横方向の荷重に分散されるので、見かけ上、直接上下方向の抵抗がなくなるので、上下方向の衝撃などに対する応答が非常に早くなる。
【００３６】
このように構成された免震装置Ｃは、例えば直下型の地震により、垂直方向の衝撃を受けた場合は、図９に示すように、第２当接面Ｐ６により転動部材２３に伝達され、転動部材２３に対して上向きの荷重Ｆ６′が働くと同時に、第２当接面Ｐ６を中心として転動部材２３に時計回り方向のトルクＦ６２′を生じさせる。そのため、転動部材２３は時計回り方向に転動するので、第１当接面Ｐ５で転動部材２３に当接している上側部材２１は、荷重Ｆ５１′により図中右方向に移動するが、弾性部材３０に当たって弾性部材３０を変形させることにより、そのエネルギーを吸収され、衝撃が緩和され揺れが抑えられる。
【００３７】
また、転動部材２３が回転すると、指示部材２４にも回転トルクが生じて回り止め部材２５，２６を回転させるので、図７に示す弾性フランジ２７，２８を変形させる応力が発性し、弾性フランジ２７，２８が変形することにより、衝撃を吸収するものである。
【００３８】
上述した免震装置Ｃは、免震装置Ａ、免震装置Ｂと同様に、垂直方向の衝撃的な荷重に対して効果的な免震機能を発揮するが、通常の横揺れに対しても転動部材２３と上側部材２１および下側部材２２が相対的に移動することにより、免震効果を発揮するものである。さらに、転動部材２３は紡錘子状に形成され、上側部材２１および下側部材２２との当接面は曲面に形成されているので、この免震装置Ａが１組で左右方向だけでなく、前後方向の揺れに対しても効果を発揮するものである。
【００３９】
さらに、図１０および図１１は、本発明に係る免震装置の第４の実施の形態を示すものである。この免震装置Ｄは、上部構造物１に固定される上側部材３１と、基礎部材２に支持される下側部材３２と、前記上側部材３１および前記下側部材３２との間に介装された転動部材３３と、上側部材３１および下側部材３２の両側を支持する弾性部材とを有する免震装置である。
【００４０】
この免震装置Ｄは、前記上側部材３１および前記下側部材３２と前記転動部材３３の当接面は曲面に形成され、前記転動部材３３は略偏平で両端に直線部を有する端部３４を備えた球体に形成され、前記転動部材３３の端部３４が前記上側部材３１または前記下側部材３２と当接するまでは、前記転動部材３３と前記上側部材３１または前記下側部材３２の間で転がり摩擦で動作するものである。そして、前記転動部材３３の端部３４が前記上側部材３１または前記下側部材３２と当接した後は、前記転動部材３３と前記上側部材３１または前記下側部材３２の間で滑り摩擦で動く構成としたものである。
【００４０】
このように構成された免震装置Ｄは、前記転動部材３３の端部３４が前記上側部材３１または前記下側部材３２と当接するまでは、転動部材３３は抵抗の少ない転がり摩擦で動作を行うことができるので、比較的自由に、しかも素早く動くことができるものである。しかしながら、端部３４が前記上側部材３１または前記下側部材３２と当接した後は、前記転動部材３３は、端部３４がつっかえて転がり動作を行うことができないので、前記上側部材または前記下側部材の間で滑り摩擦で動くものである。
【００４１】
このことは、即ち、初期段階における衝撃的な振動に対しては素早く反応するが、ある程度以上おおきな揺れに対しては、その揺れに対して抗するようになり、構造物の揺れを抑える作用を行うものである。そのため、あるレベルまたは限界以上の揺れに対して急激に抵抗を大きくし、制震作用を発揮するものである。
【００４２】
尚、本発明の免震装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において様々な態様が可能なことは勿論である。例えば、上側部材、下側部材、弾性部材、支持部材の形状や寸法は特に限定されたものではなく、使用される構造物や場所に応じた最適なものが選択できるものである。また、転動部材と上側部材および下側部材の当接面の曲面形状や回り止め部材の大きさは実験結果などにより、最適なものを選択できることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の免震装置は、上部構造物に固定される上側部材と、基礎部材に支持される下側部材と、前記上側部材と前記下側部材との間に介装された転動部材と、前記転動部材の姿勢保持手段とを有する免震装置であって、前記上側部材および前記下側部材と前記転動部材の当接面は曲面に形成され、前記転動部材は断面が略楕円のボール状に形成され、前記上側部材と前記転動部材が当接する第１当接面と、前記下側部材と前記転動部材の当接する第２当接面は、垂線位置が異なる構成としたことにより、直下型地震に対しても衝撃を吸収することができるので、上部構造物を地震の被害より保護することができる。
【００４４】
また、前記転動部材の形状が断面が略楕円の球状に形成されているので、一つの免震装置で、あらゆる方向の揺れに対しても効果を発揮することができ、簡単な構造で優れた効果を発揮できる免震装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の免震装置の第１の実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図２】図１の免震装置の断面構造を示す側面図である。
【図３】図１の免震装置の作動状態を示す断面図である。
【図４】本発明の免震装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図５】図４の免震装置の作動状態を示す断面図である。
【図６】本発明の免震装置の第３の実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図７】図６の免震装置の断面構造を示す側面図である。
【図８】図６の免震装置の作動状態を示す断面図である。
【図９】図６の免震装置の作動状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の免震装置の第４の実施の形態の要部を示す側面図である。
【図１１】図１０の免震装置の作動状態を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ　　　免震装置
Ｂ　　　免震装置
Ｃ　　　免震装置
１　　　上部構造物
２　　　基礎部材
３　　　上側部材
３ａ　　ラック状ギヤ
４　　　下側部材
４ａ　　ラック状ギヤ
５　　　転動部材
５ａ　　インボリュートギヤ
６　　　弾性部材
７　　　弾性部材
８　　　弾性部材
９　　　弾性部材
１１　　　上側部材
１２　　　下側部材
１３　　　転動部材
１４　　　支持部材
１５　　　弾性部材
１６　　　弾性部材
１７　　　弾性フランジ
１８　　　弾性フランジ
１９　　　カバー部材
２１　　　上側部材
２２　　　下側部材
２３　　　転動部材
２４　　　支持部材
２５　　　回り止め部材
２６　　　回り止め部材
２７　　　弾性固定部材
２８　　　弾性固定部材
３１　　　上側部材
３２　　　下側部材
３３　　　転動部材
３４　　　支持部材
３５　　　弾性部材
３６　　　弾性部材
【図１】
2004052992.tif 000003
【図２】
2004052992.tif 000004
【図３】
2004052992.tif 000005
【図４】
2004052992.tif 000006
【図５】
2004052992.tif 000007
【図６】
2004052992.tif 000008
【図７】
2004052992.tif 000009
【図８】
2004052992.tif 000010
【図９】
2004052992.tif 000011
【図１０】
2004052992.tif 000012
【図１１】
2004052992.tif 000013