(57)【要約】【課題】硬球体を正確に中心位置に設置することができ、かつ、ストッパーを容易に設置することができ、低コストの転がり支承を提供する。【解決手段】  硬球体４を下部板３と上部板２の中心線上に正確に位置するように、硬球体４の中心を下部板３と上部板２の中心に合わせ、下部板３の上面及び上部板２の下面に正確に溶接部７等で仮止めする。そして、円環状であって、下部板３の長手方向両極部の切欠孔３Ａ，３Ｂより中心側に嵌合するための切り欠き部５Ａ，５Ａが円環状の下端側に設けられて形成されたストッパー５を下部板３に嵌合させる。また、ストッパー５の内周面に緩衝材６を取り付ける。【選択図】      図１
2005030078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の基礎に取り付けられる下部板と、
前記基礎の上方に設けられる架台に取り付けられる上部板と、
前記上部板と前記下部板とに接触するように配置され、前記上部板及び前記下部板の中心に仮止めされる硬球体と、
を備えて構成したことを特徴とする転がり支承。
【請求項２】
建物の基礎に取り付けられる下部板と、
前記基礎の上方に設けられる架台に取り付けられる上部板と、
前記上部板と前記下部板とに接触するように配置される硬球体と、
前記下部板に嵌合する環状のストッパーと、を備え、
前記ストッパーの下端側に前記下部板と嵌合する切り欠き部が形成されていることを特徴とする転がり支承。
【請求項３】
前記ストッパーの内周面に緩衝材を取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の転がり支承。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震などによる建物の揺れを減衰させる減震構造等に用いられる転がり支承に関し、特に戸建住宅のような一般小規模建物に適した転がり支承に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の減震構造等に用いられる転がり支承としては、例えば、図５（ａ）に示すように、戸建住宅用柱などの構造体側の受台１２と基礎側の受台１３との上下対向面１２Ａ，１３Ａがサイクロイド曲線面に形成され、これら対向するサイクロイド曲線面間に鋼鉄製球体１４を挟み込み介在させて構造体側の受台１２を球体１４を介して基礎側の受台１３に対して水平方向に滑りもしくは転がり移動可能に支承させるとともに、両受台１２，１３間に、減衰要素１６と、構造体側の受台１２を滑りもしくは転がり移動範囲の中立位置に復元するための復元要素１５を設けた転がり支承１０がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、その他の従来技術として、図５（ｂ）に示すように、柱の真下の架台Ｋと基礎Ｄとの間に免震復元器２０を設置するとともに、架台Ｋと基礎Ｄとを屈曲自在な連結材２８で結束した通気式免震復元器がある（特許文献２参照）。免震復元器２０は、上部取付板２２と下部取付板２３との間に転がり球２４を設け、この転がり球２４の外周部に転動可能な空間２７をあけて筒状の復元用ゴム材２５を設けたものであり、さらに転動可能な空間２７のほぼ中央部に転がり球２４が位置するようにスポンジ材２６を設けてある。
この通気式免震復元器では、免震復元器２０が支承の役割と減衰ダンパーの役割を兼ねている。つまり、転がり球２４が鉛直荷重を負担するとともに、地震時に架台Ｋと基礎Ｄが水平方向にずれたときには、転がり球２４が転動可能な空間２７を転がり、復元用ゴム材２５が揺れを減衰させながら架台Ｋと基礎Ｄを元の位置に復元させる。なお、連結材２８は、基礎Ｄに対する架台Ｋの飛び上がりを防ぐためのストッパーの役割を果たす。
【特許文献１】特開平１１−３１５８８６号公報（［００１０］−［００１５］、第１図）
【特許文献２】特開２０００−１１０４０３号公報（［０００５］−［００１７］、第１７図−第２４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の転がり支承１０の球体１４は、構造体側の受台１２と基礎側の受台１３との上下対向面１２Ａ，１３Ａのサイクロイド曲線面の中心に位置させる必要がある。また、特許文献２の免震復元器２０の転がり球２４も転動可能な空間２７のほぼ中央部、つまり、上部取付板２２及び下部取付板２３の中心に位置させる必要がある。
これは、転がり支承１０の球体１４及び免震復元器２０の転がり球２４の転動範囲を水平方向全方位にわたって最大限に確保するためであるが、特許文献１の転がり支承１０及び特許文献２の免震復元器２０は、施工中に球体１４及び転がり球２４が中心の位置からずれる恐れがあり、そのために球体１４及び転がり球２４の転動範囲を小さくさせてしまうという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１の転がり支承１０は、ストッパーが設けられていないために、球体１４が両受台１２，１３から外れる恐れがあった。
また、特許文献２の通気式免震復元器は、架台Ｋと基礎Ｄとを屈曲自在に結束する連結材２８がストッパーの役割を果たしているが、この連結材２８を設けるための施工に手間がかかるという問題があった。また、このようなストッパーでは、地震時に転がり球２４が水平方向に移動した場合に支承が支持する建物に急激な水平方向の衝撃が作用するので、これを防止するために建物の補強が必要であった。
【０００６】
また、特許文献１の転がり支承１０は、構造体側の受台と基礎側の受台との上下対向面１２Ａ，１３Ａをサイクロイド曲線面に形成しなければならないために製造コストが増大するという問題があり、低コストで施工される一般小規模建物に適さないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、硬球体を正確に中心位置に設置することができ、また、ストッパーを容易に設置することができ、低コストの転がり支承を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、建物の基礎に取り付けられる下部板と、前記基礎の上方に設けられる架台に取り付けられる上部板と、前記上部板と前記下部板とに接触するように配置され、前記上部板及び前記下部板の中心に仮止めされる硬球体と、を備えて構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、上部板と下部板とに接触するように配置される硬球体を上部板及び下部板の中心に正確に仮止めすることにより、施工中において硬球体を上部板及び下部板の中心から外れないようにすることができ、地震時に仮止めの状態を解除して硬球体を水平方向に移動可能にすることができる。
【００１０】
また、本発明は、建物の基礎に取り付けられる下部板と、前記基礎の上方に設けられる架台に取り付けられる上部板と、前記上部板と前記下部板とに接触するように配置される硬球体と、前記下部板に嵌合する環状のストッパーと、を備え、前記ストッパーの下端側に前記下部板と嵌合する切り欠き部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、下部板に環状のストッパーを固定することにより、硬球体が常に下部板と上部板との間で移動することができるようになっている。
また、環状のストッパーの下端側に切り欠き部を設けたので、ストッパーの構造が簡易になり、簡単にストッパーを下部板に固定することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記ストッパーの内周面に緩衝材を取り付けることもできる。
【００１３】
本発明によれば、ストッパーの内周面に緩衝材を取り付けることによって、硬球体がストッパーにより水平移動を止められた場合に、ストッパーの内周面に取り付けられた緩衝材により水平方向の衝撃が吸収されるようになっている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、前記のように構成したので、上部板と下部板とに接触するように配置される硬球体を上部板及び下部板の中心に正確に仮止めすることにより、施工中において硬球体を上部板及び下部板の中心から外れないようにすることができ、地震時に仮止めの状態を解除して硬球体を水平方向に移動可能にすることができる。
【００１５】
また、本発明は、下部板に環状のストッパーを固定することにより、硬球体が常に下部板と上部板との間で移動することができるようになっている。
また、環状のストッパーの下端側に切り欠き部を設けたので、ストッパーの構造が簡易になり、簡単にストッパーを下部板に固定することができる。
また、環状のストッパーの下端部に設けた切り欠き部を下部板に嵌合させてストッパーと下部板とを固定させることにより、簡易な構造でストッパーを下部板に固定させることができるので、低コストで施工性の良い転がり支承を形成することができる。
【００１６】
また、本発明は、ストッパーの内周面に緩衝材を取り付けることによって、硬球体がストッパーにより水平移動を止められた場合に、ストッパーの内周面に取り付けられた緩衝材により水平方向の衝撃が吸収されるようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る転がり支承を示す分解斜視図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る転がり支承を示す平面図であり、図２（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図２（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ部の部分拡大図である。図３は、本発明の実施形態に係る転がり支承を基礎と架台との間に取り付ける状態を示す分解斜視図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る転がり支承の動作前の状態を示す模式図であり、図４（ｂ）は、同転がり支承の動作中の状態を示す模式図であり、図４（ｃ）は、同転がり支承の動作中に硬球体がストッパーに衝突した状態を示す模式図である。
【００１８】
本発明の転がり支承は、特に戸建住宅のような一般小規模建物（以下、「建物」という。）に適しており、地震時の水平方向の震動を減震させる減震システムに用いられるものである。
この減震システムは、転がり支承と減衰ダンパーとから構成され、地震時に建物の基礎とその上方の架台の相対的な水平移動を許容しつつ、建物の鉛直荷重を架台を介して基礎に伝え、震動を減震させる役割を果たす。
減衰ダンパーは、図示しないが、ゴムダンパー、空圧ダンパー、油圧ダンパー、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー等、いかなるものでも用いることができる。
この減衰ダンパーと転がり支承は、建物の基礎とその上方の架台との間に配置されるものであり、建物の所定の位置に取り付けることにより、地震時の震動を減震させることができる。
【００１９】
［転がり支承］
本発明の転がり支承１は、図１に示すように、上部板２と下部板３と硬球体４とストッパー５と緩衝材６とから構成され、地震時に水平方向の震動が生じた場合に、その震動に対応して建物の基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動を許容しつつ建物の鉛直荷重を、架台Ｋを介して基礎Ｄに伝える役割を果たす。
【００２０】
この上部板２と下部板３は、図２（ａ）に示すように、互いに同一の形状・寸法のステンレス板からなる。
上部板２、下部板３は、それぞれ基礎Ｄ、架台Ｋに固定され（図３参照）、この上部板２、下部板３の長手方向両極部の一方には、長軸方向に開口してボルト軸が挿入可能な切欠孔２Ａ、３Ａが形成されており、他方には短軸方向に開口してボルト軸が挿入可能な切欠孔２Ｂ、３Ｂが形成されている。
【００２１】
硬球体４は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、地震時に建物の基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動を許容しつつ、建物の鉛直荷重を架台Ｋを介して基礎Ｄに伝える役割を果たす。
この硬球体４は、図２（ａ）に示すように、下部板３と上部板２の中心線上に正確に位置するように、硬球体４の中心を合わせ、図２（ｂ）に示すように、下部板３の上面及び上部板２の下面に正確に溶接部７等で仮止めされる。なお、図２（ｃ）に示すように、仮止めのための溶接部７は、部分的に行うことが望ましい。
そして、地震時に建物の基礎Ｄと架台Ｋが相対的に水平移動すると、硬球体４は、下部板３及び上部板２に仮止めした溶接部７を破壊して、下部板３の上面及び上部板２の下面に当接しつつ基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動に対応して水平方向に転がりながら移動することができる。つまり、硬球体４は、下部板３及び上部板２に仮止めされた状態を解除して水平方向に移動する。
【００２２】
ストッパー５は、硬球体４が上部板２と下部板３とから外れるのを防止し、基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動量を規制する役割を果たす。
このストッパー５は、円環状であって、下部板３の長手方向両極部の切欠孔３Ａ，３Ｂより中心側に嵌合するための切り欠き部５Ａ，５Ａが円環状の下端側に設けられて形成されている。
また、このストッパー５の内側半径Ｒ１は、ストッパー５を下部板３に嵌合させたときに、下部板３の短手方向の両極端部から円環状のストッパー５の内周面までの間に隙間が形成されるように設定され、かつ、この隙間の最大隔幅Ｌが硬球体４の半径Ｒ２よりも小さくなるように設定されている。さらに、このストッパー５の高さは、硬球体４の直径よりも小さくなっており、上部板２がストッパー５に接触しないようになっている。
【００２３】
緩衝材６は、ゴム素材で形成され、地震時に基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動によって、硬球体４がストッパー５に衝突する場合に、衝突の衝撃を緩和する役割を果たし、ストッパー５の内周面に取り付けられる。
【００２４】
この転がり支承１は、上部板２と下部板３と硬球体４とストッパー５と緩衝材６とが一体で形成された状態で建物の基礎Ｄと架台Ｋとの間に取り付けられるので、硬球体４を転がり支承１の中心位置に留めておくことができ、かつ施工が容易となる。
【００２５】
このように構成される転がり支承１を、建物の重量バランスを考慮して、複数の所定の位置に配置することにより、安価でありながら建物が安定した構造となり、かつ、地震時に建物の基礎Ｄと架台Ｋが相対的に水平移動した場合であっても、硬球体４がストッパー５に衝突する前に緩衝材６によって衝撃が緩和されて、建物に地震時の水平移動に対する補強をなくすことができる。
【００２６】
［転がり支承の動作状態］
次に、本発明の転がり支承の動作状態について説明する。
本発明の転がり支承１は、図４（ａ）に示すように、建物の基礎Ｄと架台Ｋの間に取り付けられる。ここで、この転がり支承１の下部板３は、図３に示すように、基礎Ｄに埋設固定されている長ナットＤＢ，ＤＢと下部板３の切欠孔３Ａ，３Ｂとを位置合わせした状態で、ボルトＧ，Ｇを上方から切欠孔３Ａ，３Ｂを通して長ナットＤＢ，ＤＢにねじ込むことによって、アンカーボルトＤＡ，ＤＡと連結され、基礎Ｄの上面に固定される。
【００２７】
そして、転がり支承１の上部板２は、架台取付部材ＫＴを介して架台Ｋに固定される。つまり、架台取付部材ＫＴは、鋼板を断面略凹字形に折り曲げ加工した部材であり、底板部ＫＡと側板部ＫＳ，ＫＳとで構成されている。底板部ＫＡの長手方向両端部近傍にはボルト挿通孔ＫＣ，ＫＣが形成されている。ボルト挿通孔ＫＣはルーズホールであり、ここに挿通されるボルトＧの軸部外径よりもやや大きい径を有する。また、側部板ＫＳ，ＫＳにはそれぞれラグスクリュー挿通孔ＫＮ，ＫＮ・・・が形成されている。一方、架台Ｋの下面には、ボルト挿通孔ＫＣ，ＫＣと対応する位置に円柱型の座堀孔ＫＫが形成されている。また、架台取付部材ＫＴの側面には、ラグスクリュー挿通孔ＫＮと対応する位置に先穴ＫＢ，ＫＢ・・・が穿設されている。
【００２８】
上部板２の架台Ｋへの取り付けは下記の通り行われる。
まず、上部板２の上面に架台取付部材ＫＴの底板部ＫＡの下面を当接させつつ、上部板２の切欠孔２Ａ，２Ｂ及び架台取付部材ＫＴのボルト挿通孔ＫＣ，ＫＣに下方からボルトＧ，Ｇを挿入して、架台取付部材ＫＴの底板部ＫＡの上面でナットＮ，Ｎを螺合させておく。
次に、上部板２と固定された架台取付部材ＫＴを架台Ｋに下から被せ、側板部ＫＳのラグスクリュー挿通孔ＫＮ及び架台Ｋの先穴ＫＢに架台Ｋの側方からラグスクリューＲを打ち込むことにより、架台取付部材ＫＴと架台Ｋとを固定する。
【００２９】
このとき、架台取付部材ＫＴの底板部ＫＡの上面に突出したボルトＧの軸部先端とナットＮは、架台Ｋの下面の座堀孔ＫＫに収容された格好となる。ここで、架台取付部材ＫＴのボルト挿通孔ＫＮがルーズホールとなっており、しかも、架台Ｋの座堀孔ＫＫが余裕をもって大きく形成されているので、位置合わせをしながら、上部板２を架台Ｋに容易に取り付けることができる。
なお、ステンレス製の上部板２と鋼製の架台取付部材ＫＴとの間の電食を防止するために、上部板２と架台取付部材ＫＴとの間に図示しない絶縁材を挟み込むようにしてもよい。
【００３０】
このようにして転がり支承１が建物の基礎Ｄと架台Ｋとの間に取り付けられ、この状態が、地震発生前の通常の状態である。
【００３１】
そして、地震が発生したことにより建物の基礎Ｄと架台Ｋが相対的に水平移動した場合は、図４（ｂ）に示すように、基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動により、硬球体４を仮止めしていた下部板３と上部板２の溶接部７が破壊されて仮止めが解除された状態となり、硬球体４が基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動に対応して転動する。
【００３２】
さらに、建物の基礎Ｄと架台Ｋの相対的な水平移動量が限界になった場合は、図４（ｃ）に示すように、硬球体４が緩衝材６を介してストッパー５に押し当たり、建物の水平方向の移動が停止させられる。このストッパー５により、硬球体４を下部板３上に留めておくことができ、かつ、架台Ｋが基礎Ｄから脱落するのを防止することができる。
また、緩衝材６が硬球体４とストッパー５との間に介在しているため、硬球体４が緩衝材６を押しつぶすことにより、衝撃を緩和することができ、衝撃緩和のための建物補強が不要になる。
【００３３】
なお、地震により、硬球体４が溶接部７を破壊して移動した場合は、硬球体４が転がり支承１の中心位置に復帰している場合が少ないため、その転がり支承１を取り外して、硬球体が上部板２及び下部板３に仮止めされた新たな転がり支承を取り付けることで、建物の減震構造を維持することができる。
【００３４】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
【００３５】
例えば、転がり支承は、下部板３にストッパー５を嵌合させ、硬球体４の仮止めを行わない状態で硬球体４を下部板３と上部板２の中心位置に配置して構成することもできる。
【００３６】
また、転がり支承は、下部板３と上部板２との中心位置で硬球体４を仮止めした状態で構成することもできる。
【００３７】
また、例えば、ストッパーの高さは、硬球体がストッパーを乗り越えない程度の高さの範囲で適宜変更可能である。
また、硬球体の仮止めは、溶接以外に、接着剤等で行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり支承を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態に係る転がり支承を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ部の部分拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係る転がり支承を基礎と架台との間に取り付ける状態を示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る転がり支承の動作前の状態を示す模式図であり、（ｂ）は、同転がり支承の動作中の状態を示す模式図であり、（ｃ）は、同転がり支承の動作中に硬球体がストッパーに衝突した状態を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、従来の転がり支承であり、（ｂ）は、他の従来の転がり支承である。
【符号の説明】
【００３９】
１      転がり支承
２      上部板
２Ａ，３Ｂ  切欠孔
３      下部板
３Ａ，３Ｂ  切欠孔
４      硬球体
５      ストッパー
５Ａ    切り欠き部
６      緩衝材
７      溶接部
Ｄ      基礎
Ｋ      架台
【図１】
2005030078.tif 000003
【図２】
2005030078.tif 000004
【図３】
2005030078.tif 000005
【図４】
2005030078.tif 000006
【図５】
2005030078.tif 000007