(57)【要約】【目的】装置の大きさの割に動作範囲を大きくとることができ、より大きな振幅に対応し得るように絶縁機能を改良するとともに、その絶縁機能に加えて、元の設置状態に戻る復帰機能の付与も可能な免震装置を提供する。【構成】建物の躯体２側との間に配設された上部回転支持機構３を介して回転可能に構成された上部支承部材４と、地盤５側との間に配設された下部回転支持機構６を介して回転可能に構成された下部支承部材７とを備え、それらの上部支承部材４と下部支承部材７に形成したそれぞれの案内溝８，９に鋼球１０の上下部を係合させることにより、鋼球１０を介して上部支承部材４と下部支承部材７とを水平方向に相対移動可能に連係して躯体２側と地盤５側とを絶縁する。前記案内溝８，９の底部を両端部より中央部側を深く形成することにより復帰機能を付与することも可能である。【選択図】        図２
2004238950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の躯体側との間に配設された上部回転支持機構を介して回転可能に構成された上部支承部材と、地盤側との間に配設された下部回転支持機構を介して回転可能に構成された下部支承部材とを備えるとともに、それらの上部支承部材と下部支承部材との対向面の双方に案内溝を形成して、それぞれの案内溝に鋼球の上下部を係合させることにより、該鋼球を介して前記上部支承部材と下部支承部材とを水平方向に相対移動可能に連係したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記上部支承部材と下部支承部材の対向面に形成した案内溝の、鋼球の上端部又は下端部が当接する少なくとも一方の底部を、その両端部より中央部側を深く形成することにより、復帰機能を付与した請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
建物の躯体側との間に配設された上部回転支持機構を介して回転可能に構成された上部支承部材と、地盤側との間に配設された下部回転支持機構を介して回転可能に構成された下部支承部材とを備えるとともに、それらの上部支承部材及び下部支承部材の適所に形成した双方の係合溝に係合しながら移動可能に構成された係合移動部材を備え、該係合移動部材を介して前記上部支承部材と下部支承部材とを水平方向に相対移動可能に連係したことを特徴とする免震装置。
【請求項４】
少なくとも下部支承部材に形成した係合溝の中央部側を両端部より低く形成するか、上部支承部材に形成した係合溝の中央部側を両端部より高く形成することにより復帰機能を付与した請求項３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】
本発明は、建物の躯体側と基礎コンクリート等の地盤側との間を絶縁して、地震等の外力から建物を保護する免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の建物の免震装置に関して、建物の躯体側と地盤側との間に回転支持機構と直線移動機構を介在させることにより、両者の間を絶縁する免震装置が開示されている（特許文献１参照）。この従来技術において対応し得る水平方向の相対移動の範囲は、前記直線移動機構の動作範囲により決定される。したがって、この水平方向の相対移動に関して対応可能な範囲を大きくとるには、前記直線移動機構の動作範囲を大きく設定する必要があり、装置の大型化を招き、設置コストが割高になったり設置スペースが大きくとられるといった問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０４０８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の状況に鑑みて開発したものであり、装置の大きさの割に動作範囲を大きくとることができ、より大きな振幅に対応し得るように絶縁機能を改良するとともに、その絶縁機能に加えて、元の設置状態に戻る復帰機能の付与も可能な免震装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、建物の躯体側との間に配設された上部回転支持機構を介して回転可能に構成された上部支承部材と、地盤側との間に配設された下部回転支持機構を介して回転可能に構成された下部支承部材とを備えるとともに、それらの上部支承部材と下部支承部材との対向面の双方に案内溝を形成して、それぞれの案内溝に鋼球の上下部を係合させることにより、該鋼球を介して前記上部支承部材と下部支承部材とを水平方向に相対移動可能に連係するという技術手段を採用した。本発明によれば、上部支承部材と下部支承部材の双方に形成した案内溝を活用することにより、対応可能な水平方向の相対移動距離をほぼ倍加することが可能である。これにより、装置の大きさの割に動作範囲を大きくとることができ、より大きな振幅に対応し得るように絶縁機能を改良することが可能である。なお、前記上部支承部材と下部支承部材の対向面に形成した案内溝の、鋼球の上端部又は下端部が当接する少なくとも一方の底部を、その両端部より中央部側を深く形成することにより、復帰機能を付与することも可能である（請求項２）。
【０００６】
また、請求項３の発明では、請求項１の発明と同様に、建物の躯体側との間に配設された上部回転支持機構を介して回転可能に構成された上部支承部材と、地盤側との間に配設された下部回転支持機構を介して回転可能に構成された下部支承部材とを備えるとともに、それらの上部支承部材及び下部支承部材の適所に形成した双方の係合溝に係合しながら移動可能に構成された係合移動部材を備え、該係合移動部材を介して前記上部支承部材と下部支承部材とを水平方向に相対移動可能に連係するという技術手段を採用した。本発明の場合にも、以上の技術手段の採用により、上部支承部材と下部支承部材との間の対応可能な水平方向の相対移動距離をほぼ倍加して絶縁機能を改良することが可能である。なお、少なくとも下部支承部材に形成した係合溝の中央部側を両端部より低く形成するか、上部支承部材に形成した係合溝の中央部側を両端部より高く形成することにより復帰機能を付与することも可能である（請求項４）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る免震装置は、戸建ての住宅用に好適であるが、これに限らず各種の建物の免震装置として広く適用することが可能である。前記上部支承部材と下部支承部材との具体的形状に関しては、機能上特段の制約はないが、材料コスト上の観点から、以下の実施例のように細長のレール状のものが適している。それらの上部支承部材と下部支承部材に形成する案内溝に関しても、鋼球の上下部が係合し得る凹状のものであればよく、その具体的な断面形状としては、コ字状のものや、Ｖ字状のもの、あるいは円弧状のものなどの採用が可能である。また、復帰機能に関しては、以下の第１実施例のように上部支承部材及び下部支承部材に形成する案内溝の少なくとも一方の底部の中央部側を両端部より深く形成したり、第２実施例のように下部支承部材に形成した係合溝の中央部側を両端部より低く形成したり、あるいは上部支承部材に形成した係合溝の中央部側を両端部より高く形成することにより、本発明に係る免震装置自体に付与するように構成してもよいし、復帰機能は別途設ける復帰機構に委ねて、前記案内溝の底部や係合溝を平坦に形成するようにしてもよい。上部支承部材を回転可能に支持する上部回転支持機構や、下部支承部材を回転可能に支持する下部回転支持機構に関しては、スラスト型ベアリング等の適宜の回転支持機構の採用が可能である。因みに、請求項３の発明における上部支承部材あるいは下部支承部材と係合移動部材との接触部の支承形態に関しては、それらの接触部に例えば以下の実施例のように小さな鋼球を介在させて転がり支承させるようにしてもよいし、直接面と面とを接合させて滑り支承させるようにしてもよい。また、上部支承部材及び下部支承部材に形成する係合溝に関しては、以下の実施例のようにそれらの上部支承部材及び下部支承部材の外側面に形成してもよいし、上部支承部材と下部支承部材との対向面に適宜形状の凹部を形成して、その凹部の内側面に係合溝を形成するようにしてもよい。要は、係合移動部材を介して前記上部支承部材と下部支承部材とを水平方向に相対移動可能に連係し得るものであればよい。
【０００８】
【実施例】
図１は本発明の第１実施例に係る免震装置の要部を一部断面して示した設置状態図であり、図２はその免震装置の動作状態を一部断面して示した動作状態図である。図示のように、本実施例に係る免震装置１は、建物の躯体２側との間に配設されたスラスト型ベアリング等からなる上部回転支持機構３を介して回転可能に構成された上部支承部材４と、地盤５側との間に配設された同じくスラスト型ベアリング等からなる下部回転支持機構６を介して回転可能に構成された下部支承部材７とを備え、それらの上部支承部材４と下部支承部材７との間で建物の躯体２側と基礎コンクリート等の地盤５側との間を絶縁することにより、建物を地震等の外力から保護するものである。上部支承部材４と下部支承部材７は、それらが互いに向い合う対向面、すなわち上部支承部材４の下面と下部支承部材７の上面の双方に、本実施例では断面略コ字状の案内溝８，９を形成し、それぞれの案内溝８，９に鋼球１０の上下部を挿入して係合することにより、その鋼球１０を介して水平方向に相対移動可能に連係した。この場合、上部支承部材４と下部支承部材７とは、前記鋼球１０を介して、案内溝８，９に沿った方向に相対移動し得るとともに、水平状態で相対的に回転することも可能である。因みに、鋼球１０の大きさを選ぶことにより、上部支承部材４の下面と下部支承部材７の上面との間の間隙調整が可能である。なお、本実施例では、上部支承部材４と下部支承部材７は、細長のレール状の部材から構成した。また、上部支承部材４と下部支承部材７に形成した断面略コ字状の案内溝８、９は、その案内溝の長手方向中央部の底部が両端部の底部より深くなるように形成することにより復帰機能を付与した。その具体的な復帰特性は、それらの案内溝８，９の底部の具体的な形状によって設定することができる。なお、案内溝８，９の底部の形状に関しては、いずれか一方の案内溝の底部を以上のように中央部を両端部より深く形成するだけでも復帰機能を付与することができる。
【０００９】
次に、前記免震装置１の動作の仕方に関して説明する。先ず、前記免震装置１の通常の設置状態においては、上部支承部材４と下部支承部材７は、躯体２の自重により鋼球１０が案内溝８、９の底部の最も深く形成された中央部に位置する図１に示した復帰状態にある。そして、地震力等の外力が加わった場合には、図２に示したように上部支承部材４と下部支承部材７が外力の方向へ向いた後、その外力の方向へ相対移動することにより、地盤５側の動きを躯体２側へ伝達しないように両者間を絶縁することになる。なお、図２は上部支承部材４と下部支承部材７との相対移動が本実施例で許容される最大限に達した状態を例示したものであるが、外力の大きさに応じて案内溝８、９の途中から復帰することはいうまでもない。なお、図３は免震装置１の動作の過程を示した要部の斜視図である。
図中、状態（Ａ）は、図１にも示した通常の設置状態を示したものである。この状態（Ａ）において、矢印で示した方向に地震力等の外力Ｆが加わった場合には、先ず上部回転支持機構３及び下部回転支持機構６が回転して、状態（Ｂ）で示したように上部支承部材４と下部支承部材７が外力Ｆの方向に向くように回転する。この上部支承部材４と下部支承部材７の回転動作は、躯体２側に作用する現状を維持しようとする慣性力と地盤５側に作用する外力Ｆとに基づいて、それらの上部支承部材４と下部支承部材７が前記鋼球１０を介して外力Ｆに沿って相対移動し得る状態に移行するように付勢されることによって生じる。そして、状態（Ｂ）に移行した後には、状態（Ｃ）で示したように、躯体２側の前記慣性力と地盤５側に作用する外力Ｆに基づいて、上部支承部材４と下部支承部材７が鋼球１０を介して前記案内溝８、９に沿って外力Ｆの方向に相対移動し、地震作用等を躯体２側へ伝達しないように絶縁することになる。
【００１０】
なお、図４は地震力Ｆによる上部支承部材４と下部支承部材７との相対移動を例示した動作説明図である。ここで示した動作例は、上部支承部材４の案内溝８と下部支承部材７の案内溝９とが直交した状態において、下部支承部材７の案内溝９の方向と平行に地震力等の外力Ｆが作用した場合を想定したものである。この場合には、上部支承部材４の左右に対称的に外力が作用することから回転力は生じないため、図示の状態（Ａ）から状態（Ｂ）のように、上部支承部材４の回転動作を伴わずに相対移動が行われることになり、相対移動量が半減してしまうという問題があった。この問題を解消すべく改良した変形例１を図５に示す。この変形例１では、下部支承部材７の案内溝９の両端部分に曲り部１１，１２を設けた。これにより、状態（Ｂ）に示したように、上部支承部材４の相対位置が下部支承部材７の一方の端部に差掛かった場合には、鋼球１０の移動方向が曲り部１１に沿って曲り、鋼球１０が上部支承部材４の案内溝８内を移動して上部支承部材４の中央位置から外れるため、上部支承部材４は、左右のバランスが崩れて状態（Ｃ）のように回転することになる。したがって、状態（Ｄ）に示したように、上部支承部材４と下部支承部材７との相対移動距離を有効に使用することが可能になる。
【００１１】
図６は変形例２を示した平面図であり、図７はそのＡ−Ａ拡大断面図である。
この変形例２では、上部支承部材４と下部支承部材７の案内溝８，９の両側の縁部に図示のように鋼球１０のせり上がり部１３，１４を形成することにより、前記問題の解決を図った。また、図８は変形例３を示した平面図であり、図９はそのＢ−Ｂ断面図である。この変形例３では、上部支承部材４と下部支承部材７の案内溝８，９の最も深い底部の位置を図示のように中央位置からずらして、通常の設置状態において、鋼球１０が中心から偏心した部位に位置するように構成することにより、前記問題の解決を図った。
【００１２】
図１０は本発明の第２実施例に係る免震装置の要部を示した概略構成図であり、図１１はそのＣ−Ｃ断面図、図１２は動作状態を示した動作状態図である。図示のように、本実施例に係る免震装置１５では、上部支承部材１６と下部支承部材１７のそれぞれの両外側面に係合溝１８〜２１を形成し、それらの係合溝１８〜２１に対して、上部係合部材２２に形成した係合部２３，２４あるいは下部係合部材２５に形成した係合部２６，２７を係合させた状態で移動可能に構成することにより、それらの上部係合部材２２と下部係合部材２５から構成される係合移動部材２８を介して、上部支承部材１６と下部支承部材１７とを水平方向に相対移動可能に連係している。因みに、上部支承部材１６と下部支承部材１７とは、前記第１実施例と同様に、図示を省略したスラスト型ベアリング等からなる上部回転支持機構３あるいは下部回転支持機構６を介して建物の躯体２側及び地盤５側に対して回転可能に支持されている。そして、本実施例では、図１１に示したように、上部係合部材２２と下部係合部材２５とを、上部係合部材２２の凸状部２９に形成された凸状球面部３０と下部係合部材２５の凹状部３１に形成された凹状球面部３２とを摺動可能に接合して相対的に回転可能に結合することにより、前記係合移動部材２８を構成している。すなわち、それらの上部係合部材２２と下部係合部材２５とからなる係合移動部材２８を介して、上部支承部材１６と下部支承部材１７とがそれぞれ前記係合溝１８〜２１に沿って相対移動可能に連係されている。
【００１３】
しかして、本実施例において地震力等の外力が作用すると、図１２に示したように、上部支承部材１６と下部支承部材１７とが、上部係合部材２２と下部係合部材２５とからなる係合部材２８を介して水平方向に相対移動する。この場合、図示のように、上部支承部材１６側に形成された係合溝１８，１９の全長と下部係合部材２５側に形成された係合溝２０，２１の全長とが、相対移動可能な範囲として有効に機能することになる。したがって、本実施例においても上部支承部材１６と下部支承部材１７との間の対応可能な水平方向の相対移動距離は、従来に比べてほぼ倍加されることになる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、建物の躯体側あるいは地盤との間に配設した回転支持機構を介して回転可能に構成された上部支承部材と下部支承部材とを使用し、それらの上部支承部材と下部支承部材とを前記鋼球ないし係合移動部材を介して水平方向に相対移動可能に連係するという技術手段を採用したので、前記上部支承部材と下部支承部材との間の対応可能な水平方向の相対移動距離をほぼ倍加することが可能であり、装置の大きさの割に動作範囲を大きくとることができ、より大きな振幅に対応し得るように絶縁機能を改良することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る免震装置の要部を一部断面して示した設置状態図である。
【図２】同免震装置の動作状態を一部断面して示した動作状態図である。
【図３】同免震装置の動作の過程を示した要部の斜視図である。
【図４】地震力Ｆによる上部支承部材と下部支承部材との相対移動を例示した動作説明図である。
【図５】第１実施例を改良した変形例１を示した動作説明図である。
【図６】第１実施例を改良した変形例２を示した平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図８】第１実施例を改良した変形例３を示した平面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例に係る免震装置の要部を示した概略構成図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】第２実施例の動作状態を示した動作状態図である。
【符号の説明】
１…免震装置、２…建物の躯体、３…上部回転支持機構、４…上部支承部材、５…地盤、６…下部回転支持機構、７…下部支承部材、８，９…案内溝、１０…鋼球、１１，１２…曲り部、１３，１４…鋼球のせり上がり部、１５…免震装置、１６…上部支承部材、１７…下部支承部材、１８〜２１…係合溝、２２…上部係合部材、２３，２４…係合部、２５…下部係合部材、２６，２７…係合部、２８…係合移動部材、２９…凸状部、３０…凸状球面部、３１…凹状部、３２…凹状球面部
【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】
2004238950.tif 000009
【図８】
2004238950.tif 000010
【図９】
2004238950.tif 000011
【図１０】
2004238950.tif 000012
【図１１】
2004238950.tif 000013
【図１２】
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