(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上載荷重により撓みが生じる床板と、この床板の下方にある下部構造物との間に、互いに離間して配置される少なくとも３個の免震ユニットを備え、
各免震ユニットは、
上側の平面と下側の平面とを有する中間板と、
上記中間板と上記下部構造物との間に設けられ、第１の方向に転動可能な第１支持体と、
上記中間板と上記床板との間に設けられ、上記第１の方向と交差する第２の方向に転動可能な第２支持体とを備え、
上記第１支持体は、互いに偏心して固定された第１下ローラと第１上ローラとを有し、上記第１下ローラまたは上記第１上ローラの少なくとも一方は２個あり、
上記第１下ローラは、外周部が上記中間板とは非接触状態で、上記下部構造物に支えられ、上記第１上ローラは、外周部が上記下部構造物とは非接触状態で上記中間板の上記下側の平面に接触して、上記中間板を支持し、上記第１支持体の静止位置において、上記第１下ローラの回転中心と上記第１上ローラの回転中心とは同一鉛直線上にあり、かつ、上記第１下ローラの回転中心は上記第１上ローラの回転中心よりも上方に位置し、
上記第２支持体は、互いに偏心して固定された第２下ローラと第２上ローラとを有し、上記第２下ローラまたは上記第２上ローラの少なくとも一方は２個あり、
上記第２下ローラは、外周部が上記床板とは非接触状態で上記中間板の上側の平面に接触して、上記中間板に支えられ、上記第２上ローラは、外周部が上記中間板とは非接触状態で、上記床板を支持し、上記第２支持体の静止位置において、上記第２下ローラの回転中心と上記第２上ローラの回転中心とは同一鉛直線上にあり、かつ、上記第２下ローラの回転中心は上記第２上ローラの回転中心よりも上方に位置し、
上記複数の免震ユニットの中間板は、互いに分離されて独立に変位できるようになっていることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
請求項１に記載の免震装置において、
上記各免震ユニットが備える第１支持体と第２支持体の数はそれぞれ１であることを特徴とする免震装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の免震装置において、
上記第１下ローラと第１上ローラおよび上記第２下ローラと第２上ローラは、それぞれ、軸を介して互いに固定されていることを特徴とする免震装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の免震装置において、
上記中間板は、上記第１の方向の長さが上記第１上ローラの円周以上であることと、上記第２の方向の長さが上記第２下ローラの円周以上であることとの少なくとも１つを満足することを特徴とする免震装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の免震装置において、
上記第１支持体の第１下ローラおよび第１上ローラのうち、第１支持体両側において外側から２番目に位置するローラは、最も外側に位置するローラに面する側の端面間の距離が上記第２支持体の第２下ローラの円周以上であり、
上記第２支持体の第２下ローラおよび第２上ローラのうち、第２支持体両側において外側から２番目に位置するローラは、最も外側に位置するローラに面する側の端面間の距離が上記第１支持体の第１上ローラの円周以上であることを特徴とする免震装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の免震装置において、
上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つは、上記中間板が転倒するのを防止すべく上記第１支持体および上記第２支持体の回転をそれぞれ止めるストッパーを有することを特徴とする免震装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の免震装置において、
上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つは、上記第１支持体と第２支持体とがそれぞれの静止位置から各側に１８０度を超えて転動するのを防止するストッパーを有することを特徴とする免震装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の免震装置において、
上記第１支持体は上記第１下ローラと上記第１上ローラとをそれぞれ複数個有し、上記第２支持体も上記第２下ローラと上記第２上ローラとをそれぞれ複数個有することを特徴とする免震装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の免震装置において、
上記中間板の縁には曲げ補強用のリブが形成されていることを特徴とする免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、互いに偏心したローラを用いることにより、地震等による下部構造物の振動を遮断あるいは低減すると共に、下部構造物の振動が上部構造物に伝わった場合でも上部構造物を振動前の元の位置に復元させることのできる免震装置に関するもので、例えば、建造物、原子力機械、計測機器、コンピュータ、陳列ケース等々の設置箇所での使用に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に偏心ローラを利用した従来の免震機構の要部断面図を示す。ローラやボール等の回転体を利用した免震機構が下部構造物の振動を上部構造物に伝達するのを遮断するという免震効果に優れているということについては、以前から知られていたが、図１２に示した免震機構は、そのような免震機能に加えて、優れた復元特性をも付与すべく、本願出願人のうちの一人によって開発されたものである（特公昭６２−３２３００号公報）。
【０００３】
図１２に示すように、この免震装置は、上部構造物１の下面に固着した上板２と下部構造物３の上面に固着した下板４との間に中間板５を配し、上記上板２と上記中間板５との間に上ローラベアリング６を介在させる一方、上記下板４と上記中間板５との間に、下ローラベアリング７を上記上ローラベアリング６と直交させて介在させたものである。
【０００４】
上記上ローラベアリング６と上記下ローラベアリング７とは同一構造であって、各々、小径ローラ８と、この小径ローラ８外周から半径方向外側に全周にわたって突出した大径ローラ９とが一体に形成されている。小径ローラ８と大径ローラ９とは互いに偏心させられており、各ローラベアリング６、７の静止位置において、大径ローラ９の中心Ｐ2は小径ローラ８の中心Ｐ1よりも鉛直方向下方に位置している。この結果、その静止位置における上記小径ローラ８外周部から半径方向外側への大径ローラ９の突出量は、鉛直方向上方に最も小さくて、鉛直方向下方に最も大きくなっている。そして、上ローラベアリング６にあっては、小径ローラ８を中間板５の上面に転動自在に当接させると共に大径ローラ９を上板２の下面に転動自在に当接させ、下ローラベアリング７にあっては、小径ローラ８を下板４の上面に転動自在に当接させると共に大径ローラ９を中間板５の下面に当接させている。上記中間板５の上面側および下板４の上面側には条溝１０、１１がそれぞれ形成されており、上記上ローラベアリング６および下ローラベアリング７の大径ローラ９をこれらの条溝１０、１１に非接触常態で収容している。
【０００５】
上記上下のローラベアリング６、７は、静止位置にあるときには、上部構造１側からの荷重により、大径ローラ９はその回転中心Ｐ２を小径ローラ８の回転中心Ｐ１の真下に位置させ、小径ローラ８の周面からの突出量が上方に最も少なく下方に最も多い状態で、上記荷重を安定的に支持する。
【０００６】
一方、地震によって下部構造物３、従って、これに固着された下板４が、例えば図１２中左方に振動すると、下ローラベアリングを介して中間板５も図面左側に移動する。中間板５のこの移動に伴い、中間板５の上面に接触している上ローラベアリング６の小径ローラ８が、中間板５の移動量に応じた角度だけその回転中心Ｐ１の回りに時計方向に回転する。同時に、この小径ローラ８と一体に形成された大径ローラ９も時計方向に回転する。このとき、大径ローラ９の回転中心Ｐ２は、小径ローラ８の回転中心Ｐ１の回りを旋回するため、小径ローラ８の回転中心Ｐ１に対して斜め横あるいは真横に位置するようになる。この結果、大径ローラ９の上板２との接触点には、回転中心Ｐ２から回転中心Ｐ１を通る鉛直線に下ろした垂線の長さを腕の長さとする回転モーメントが作用し、この回転モーメントが復元力として働くため、上ローラベアリング６は元の静止位置に復帰する。下部構造物３の振動方向が紙面に対して垂直である場合には、下ローラベアリング７が上述した上ローラベアリング６と同様の作用をする。こうして、この免震装置は、互いに偏心したローラ８、９の働きによって優れた復元力を有することができるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示したような免震機構を実際に応用する方法として、それぞれ上記下板４、中間板５、上板２として作用する部材を備えた下部台枠と中間台枠と上部台枠とを同一の寸法に形成して積層し、これらの間の四隅部分に、上述したような下ローラベアリングと上ローラベアリングとを介在させて４つの免震機構を形成し、展示ケースのための免震台としている。
【０００８】
図１３は上記中間台枠の平面図であるが、この図から明らかなように、隣り合う各２つの上ローラベアリング６aの間には、これらローラベアリングの転動方向に一枚の連続した中間板５aが延びている。また、隣り合う各２つの下ローラベアリング（図示せず）の間にもこれらローラベアリングの転動方向に一枚の連続した中間板５ｂが延びている。つまり、一直線上にある２つの免震機構Ｍの中間板は互いに連結された構成となっているのである。このように、従来では、複数箇所に配置した免震機構の中間板を共通の長い板によって構成していた。
【０００９】
ところが、このように複数の免震機構の中間板を共通の板によって提供する、換言すれば、それぞれの中間板を互いに連結する場合には、次のような問題が生じることが判明した。
【００１０】
（１）複数の免震機構の中間板が互いに独立していないため、各免震機構において、中間板は、対応するローラベアリングの転動に応じて自由に動くことができない。つまり、中間板の動きの自由度が低い。
（２）上部構造物が上積荷重で撓んだ場合に、上部構造物が中間板の長手方向中央部分に当たってしまう。
（３）中間板の長さは免震装置の設置領域つまり上部構造物の底面の大きさに依存するため、中間板の長さを免震装置設置領域に応じて変える必要がある。したがって、ある設置箇所に使用した中間板を他の設置箇所に使用することができず、融通性に欠ける。また、免震装置の設置箇所が広大であれば、中間板の寸法を大きくする必要があり、その分材料が多く必要で、コスト高の要因となる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、互いに偏心して固定されたローラを下部構造物と中間板との間および中間板と上載荷重により撓みが生じる床板との間にそれぞれ配置した免震機構を複数有する免震装置であって、中間板の動きの自由度が高く、上載荷重によって上部構造物が撓んでも床板が中間板に当たることがなく、しかも、設置面積の広狭に拘わらずあらゆる設置箇所に共通して使用できる融通性の高い安価な免震装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の免震装置は、上載荷重により撓みが生じる床板と、この床板の下方にある下部構造物との間に、互いに離間して配置される少なくとも３個の免震ユニットを備え、
各免震ユニットは、
上側の平面と下側の平面とを有する中間板と、
上記中間板と上記下部構造物との間に設けられ、第１の方向に転動可能な第１支持体と、
上記中間板と上記床板との間に設けられ、上記第１の方向と交差する第２の方向に転動可能な第２支持体とを備え、
上記第１支持体は、互いに偏心して固定された第１下ローラと第１上ローラとを有し、上記第１下ローラまたは上記第１上ローラの少なくとも一方は２個あり、
上記第１下ローラは、外周部が上記中間板とは非接触状態で、上記下部構造物に支えられ、上記第１上ローラは、外周部が上記下部構造物とは非接触状態で上記中間板の上記下側の平面に接触して、上記中間板を支持し、上記第１支持体の静止位置において、上記第１下ローラの回転中心と上記第１上ローラの回転中心とは同一鉛直線上にあり、かつ、上記第１下ローラの回転中心は上記第１上ローラの回転中心よりも上方に位置し、
上記第２支持体は、互いに偏心して固定された第２下ローラと第２上ローラとを有し、上記第２下ローラまたは上記第２上ローラの少なくとも一方は２個あり、
上記第２下ローラは、外周部が上記床板とは非接触状態で上記中間板の上側の平面に接触して、上記中間板に支えられ、上記第２上ローラは、外周部が上記中間板とは非接触状態で、上記床板を支持し、上記第２支持体の静止位置において、上記第２下ローラの回転中心と上記第２上ローラの回転中心とは同一鉛直線上にあり、かつ、上記第２下ローラの回転中心は上記第２上ローラの回転中心よりも上方に位置し、
上記複数の免震ユニットの中間板は、互いに分離されて独立に変位できるようになっていることを特徴としている。
【００１３】
下部構造物に振動が発生していない常態時には上記第１支持体と上記第２支持体とはそれぞれの静止位置にある。つまり、上記第１支持体においては、下部構造物に支持される第１下ローラの回転中心と中間板を支持する第１上ローラの回転中心とが同一鉛直線上にあり、かつ、上記第１上ローラの回転中心が第１上ローラの回転中心よりも下方に位置している。一方、上記第２支持体においては、中間板に支持される第２下ローラの回転中心と床板を支持する第２上ローラの回転中心とが同一鉛直線上にあり、かつ、上記第２上ローラの回転中心が第２下ローラの回転中心よりも下方に位置している。したがって、この免震装置は、常態時には、床板側の荷重を安定的に支持する。
【００１４】
この状態から、下部構造物が第１の方向に振動したとする。この場合、各免震ユニットでは、下部構造物に支えられている第１支持体の第１下ローラがその回転中心の回りに回転しながら静止位置から上記第１の方向に移動する。このため、第１下ローラに固定されている第１上ローラも同時に転がっていく。このとき、第１上ローラの回転中心は、第１下ローラの回転中心の回りを旋回するので、第１上ローラはその回転が進むに従って上昇することになる。従って、中間板が傾動する。このとき、この中間板は、他の免震ユニットの中間板と分離されているので、他の中間板に阻害される事なく、自由に動くことができる。
【００１５】
また、上記第１支持体が上述のように回転すると、その回転角度に応じて、第１上ローラの回転中心は第１下ローラの回転中心の斜め横あるいは真横に位置することになる。したがって、第１上ローラの中間板との接触点には、この第１上ローラの回転中心を通る鉛直線と第１下ローラの回転中心を通る鉛直線との間の水平距離を腕の長さとする回転モーメントがかかる。この回転モーメントが復元力として作用するため、第１支持体は元の静止位置に復帰する。したがって、床板も、中間板と第２支持体を介して、元の位置に復帰する。なお、この場合において復元力が最も大きくなるのは、第１支持体が９０度回転して、第１上ローラの回転中心が第１下ローラの回転中心の真横に位置するときである。
【００１６】
一方、下部構造物が上記第２の方向に振動した場合には、各免震ユニットでは、第１支持体を介してその振動が中間板に伝えられるので、中間板は上記第２の方向に移動する。このとき、各免震ユニットの中間板は他の免震ユニットの中間板とは独立して自由に移動する。この中間板の第２方向への移動に伴い、上記した第１支持体が回転する場合と同様にして、中間板に支えられている第２支持体の第２下ローラがその回転中心の回りに回転しながら静止位置から第２の方向に移動する。同時に、第２下ローラに固定されている第２上ローラも同時に転がっていく。このとき、第２上ローラはその回転が進むに従って第２下ローラに対して上昇するため、床板が傾斜する。
【００１７】
また、第２支持体が回転すると、第１支持体の回転時と同様に、第２上ローラと床板との接触点に回転角度に応じた回転モーメントが作用するため、これが復元力となって、第２支持体が元の静止位置に復帰する。したがって、床板も元の位置に復帰する。
【００１８】
下部構造物の振動方向が上記第１方向と第２方向との中間の方向である場合には、第１支持体と第２支持体の両方が回転し、上述した２種類の動きが組み合わさった動きが発生する。この結果、あらゆる方向の振動に対処できる。
【００１９】
ところで、本発明によると、上記複数の免震ユニットの中間板を互いに分離したことにより、上記したように各中間板の自由な動きが確保される。この中間板の自由な動きは、上述したような振動時のときだけではなく、床板が上載荷重により撓んだときにも生じ、中間板が第１支持体または第２支持体を支点として傾動する。したがって、床板の撓みが中間板の傾動によって吸収される。床板が中間板に当たることはない。
【００２０】
また、上記複数の免震ユニットの中間板を互いに分離したことにより、中間板の寸法が免震装置の設置箇所の面積の広狭とは無関係になる。つまり、中間板の寸法を任意に小さくすることが可能である。したがって、複数の中間板を連結する場合に比べて、中間板の材料が格段に少なくて済み、コストが低減する。
【００２１】
また、中間板が互いに分離していることにより、上記複数の免震ユニットは互いに完全に分離されている。したがって、免震ユニットの取り扱いが容易である上、使用する免震ユニットの数の増減を自在に行え、しかも所望の箇所に自在に設置できる。つまり、免震ユニットの配置面での自由度が高い。
【００２２】
なお、免震ユニットの数は最低３つあれば床板を下部構造物に対して支持できるが、使用する免震ユニットの数は、支持すべき床板の面積に応じて決定すればよい。
【００２３】
請求項２に記載の免震装置では、上記各免震ユニットが備える第１支持体と第２支持体の数はそれぞれ１である。
請求項３に記載の免震装置では、上記第１下ローラと第１上ローラ、および、上記第２下ローラと第２上ローラは、軸を介して互いに固定されている。
【００２４】
上記第１下ローラと第１上ローラ、および、上記第２下ローラと第２上ローラは、互いに直接固定してもよいが、請求項２に記載のように軸を介して固定した場合には、第１、２支持体の長さ調節を、個々のローラの寸法を変えることなく、軸の長さを調節するだけで簡単に行うことができる。
【００２５】
請求項４に記載の免震装置においては、上記中間板は、上記第１の方向の長さが上記第１上ローラの円周以上であることと、上記第２の方向の長さが上記第２下ローラの円周以上であることとの少なくとも一方を満足している。
【００２６】
第１の方向に転動可能な上記第１支持体も、第２の方向に転動可能な第２支持体も、その静止位置からの回転角度が各側に１８０度（両側合わせて３６０度）までであるならば、復元力が働くため、回転位置から元の静止位置へ復帰できる。第１支持体が第１の方向に転動するとき、第１上ローラが中間板を支持しているわけであるが、中間板の第１の方向の長さが第１上ローラの円周以上であるときには、第１支持体が静止位置から各側に１８０度回転しても中間板から外れることはない。一方、第２支持体が第２の方向に転動するとき、第２下ローラが中間板に支持されているわけであるが、中間板の第２の方向の長さが第２下ローラの円周以上あるときには、第１支持体同様、第２支持体が静止位置から各側に１８０度回転しても中間板から外れることはない。
【００２７】
請求項５に記載の免震装置においては、上記第１支持体の第１下ローラおよび第１上ローラのうち、第１支持体両側において外側から２番目に位置するローラは、最も外側に位置するローラに面する側の端面間の距離が上記第２支持体の第２下ローラの円周以上であり、上記第２支持体の第２下ローラおよび第２上ローラのうち、第２支持体両側において外側から２番目に位置するローラは、最も外側に位置するローラに面する側の端面間の距離が上記第１支持体の第１上ローラの円周以上である。
【００２８】
この構成は、第１支持体または第２支持体が静止位置から１８０度回転したときに中間板が転倒するのを防止するものである。第２支持体がいずれか一側に転動した場合、この第２支持体の第２下ローラが、第１支持体の上記一側における外側から２番目に位置するローラの外側端面（つまり最も外側に位置するローラに面する端面）を越えると、第１支持体は荷重を支えることができず、中間板は転倒してしまう。一方、第１支持体側が第２支持体に対して回転するときには、この第１支持体の第１上ローラが、第２支持体の外側から２番目に位置するローラの外側端面を越えると、やはり第１支持体は荷重を支えることができないので、中間板は転倒してしまう。請求項５の発明では、第１支持体両側において外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離を第２支持体の第２下ローラの円周以上にするとともに、第２支持体両側において外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離を第１支持体の第１上ローラの円周以上にしているので、第１支持体または第２支持体がその静止位置から各側に復元可能回転角度の最大値である１８０度まで回転しても中間板が転倒することはない。
【００２９】
請求項６に記載の免震装置においては、上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つは、上記中間板が転倒するのを防止すべく上記第１支持体および上記第２支持体の回転をそれぞれ止めるストッパーを有している。
【００３０】
第１支持体または第２支持体の回転と中間板の転倒との関係は、請求項４の発明に関連してすでに説明した通りである。上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つでは、中間板転倒防止用のストッパーを備えたことにより、第１支持体両側における外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離および第２支持体両側において外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離がどのようなものであっても、中間板の転倒は起こらない。
【００３１】
請求項７に記載の免震装置においては、上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つは、上記第１支持体と第２支持体とがそれぞれの静止位置から各側に１８０度を超えて転動するのを防止するストッパーを有する。
【００３２】
上述したように、第１支持体と第２支持体とが復元力を持つためには、静止位置から各側への回転角度は最大１８０度まででなければならない。この免震装置の少なくとも１つの免震ユニットでは、１８０度を超えて転動するのを防止するストッパーを有するので、復元力が保証される。
【００３３】
請求項８に記載の免震装置においては、上記第１支持体は上記第１下ローラと上記第１上ローラとをそれぞれ複数個有し、上記第２支持体も上記第２下ローラと上記第２上ローラとをそれぞれ複数個有している。
【００３４】
この場合には、支持力が増大する。
【００３５】
請求項９に記載の免震装置においては、上記中間板の縁には曲げ補強用のリブが形成されている。
【００３６】
したがって、中間板の曲げ剛性が増大する。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態である免震装置を設置した免震床を有する建物３０の断面図、図２、３はそれぞれ異なる床状態での図１のII-II線断面図、図４は床が撓んだ状態での図１のIV-IV線断面図である。
【００３８】
図１において、３１は壁、３２は上部構造物としての可動式の床板である。上記床板３２は、図２〜４に示すように、壁３１の内側に沿って形成された固定床３３の下側においてその周縁部を上記固定床３３に重ね合わせた状態で、移動可能に設けられている。また、上記床板３２の下方には下部構造物としての床スラブ３４が設けられており、これら床板３２と床スラブ３４との間に、４つの各々互いに独立した免震ユニットＵが、上記床板３２の下面に固定された上板３５と上記床スラブ３４に固定された下板３６とを介して設置されている。
【００３９】
次に各免震ユニットＵの構造を図１、５、６、７を参照して詳しく説明する。図５〜７に示すように、免震ユニットＵは、矩形の中間板４０と、上記中間板４０と上記上板３５との間に設けられ、図６に矢印ａで示した双方向にそれぞれ１８０度まで転動可能な上側支持体５０と、上記中間板４０と上記下板３６との間に設けられ、図５に矢印ｂで示した双方向にそれぞれ１８０度まで転動可能な下側支持体６０とを備えている。これらの支持体５０と６０とは同一形状、同一寸法を有する。
【００４０】
上記下側支持体６０は、軸６１の各端部に、偏心した状態で一体に形成された２つの下ローラ６２と１つの上ローラ６３を有している。これらのローラ６２、６３は、上ローラ６３の両側に下ローラ６２が位置する形で軸６１と一体に形成されている。下ローラ６２、６２は半径ｒを有し、軸６１と同軸に設けられている。また、上ローラ６３は下ローラ６２の半径ｒよりも大きい半径Ｒを有する。下側支持体６０の静止位置は図５に示すように上側支持体５０の軸方向真ん中にあり、下側支持体６０は常態時にこの静止位置をとる。そして、その静止位置において、下ローラ６２、６２の回転中心Ｏ１と上ローラ６３の回転中心Ｏ２とは同一鉛直線上にあり、かつ、下ローラ６２の回転中心Ｏ１は上ローラ６３の回転中心Ｏ２よりも上方に位置している。免震ユニットＵが所定位置に設置されたとき、下ローラ６２は下板３６を介して床スラブ３４に支持され、上ローラ６３は中間板４０を支持する。
【００４１】
同様に、上記上側支持体５０は、軸５１の各端部に、偏心した状態で一体に形成された２つの下ローラ５２と１つの上ローラ５３を有している。これらのローラ５２、５３は、上ローラ５３の両側に下ローラ５２が位置する形で軸５１と一体に形成されている。下ローラ５２、５２は半径ｒを有し、軸５１と同軸に設けられている。また、上ローラ５３は下ローラ５２の半径ｒよりも大きい半径Ｒを有する。上側支持体５０の静止位置は、図６に示すように下側支持体６０の軸方向真ん中にあり、上側支持体５０は、常態時にはこの静止位置をとる。そして、その静止位置において、下ローラ５２、５２の回転中心Ｏ３と上ローラ５３の回転中心Ｏ４とは同一鉛直線上にあり、かつ、下ローラ５２の回転中心Ｏ３は上ローラ５３の回転中心Ｏ４よりも上方に位置している。免震ユニットＵが所定位置に設置されたとき、下ローラ５２は中間板４０に支持され、上ローラ５３は上板３５を介して上記床板３２を支持する。
【００４２】
この免震装置が復元力を持つためには、各支持体５０、６０の回転角度はその静止位置から各側に１８０度以下でなければならない。本実施形態では、各支持体５０、６０に対して、その静止位置から両側にそれぞれ上限回転角度である１８０度までの回転を許容している。
【００４３】
また、上側または下側支持体の転動時に中間板４０が転倒する、つまり、もとの状態に復帰不可能に傾斜するのを防止するためには、上側支持体５０がその静止位置から最大回転角度（ここでは１８０度）回転した時点においての下ローラ５２と中間板４０との接触点は、下側支持体６０の上ローラ６３の外側端面６３ａと同一鉛直線上にあるか、あるいは、それよりも軸方向内側になければならない。同様に、下側支持体６０がその静止位置から最大回転角度（ここでは１８０度）回転した時点においての上ローラ６３と中間板４０との接触点は、上側支持体５０の上ローラ５３の外側端面５３ａと同一鉛直線上にあるか、あるいは、それよりも軸方向内側になければならない。つまり、上側支持体５０の軸方向中心から各上ローラ５３の外側端面５３ａまでの距離Ｌは、図５に示すようにπＲ以上（Ｌ≧πＲ）でなければならないし、下側支持体６０の軸方向中心から各上ローラ６３の外側端面６３ａまでの距離ｌは、図６に示すようにπｒ以上（ｌ≧πｒ）でなければならない。本実施形態では、Ｌ＝πＲ、ｌ＝πｒとしている。つまり、上側支持体５０の２つの上ローラ５３の外側端面５３ａ間の距離は下側支持体６０の上ローラ６３の円周に等しく、下側支持体６０の２つの上ローラ６３の外側端面６３a間の距離は上側支持体５０の下ローラ５２の円周に等しい。
【００４４】
なお、下ローラ５２、６２の半円周πｒと上ローラ５３、６３の半円周πＲとを加えたものが水平方向の振動の振幅となることから、これら上ローラと下ローラの半径は、図７に示すように、地震時の想定最大水平振幅（例えば３０ｃｍ）を考慮して設定すればよい。
【００４５】
各支持体５０、６０において、上ローラ５３、６３の外周部は下ローラ５２、６２の外周部から全周において半径方向外側に突出しているが、その突出量は、上記静止位置において、鉛直方向上方に最も小さく、鉛直方向下方に最も大きい。そして、この上ローラ５３、６３の鉛直方向上方の突出量は対応する支持体５０、６０の回転に伴い増大し、１８０度回転した時点で最大になる。
【００４６】
なお、ここでは各支持体５０、６０において下ローラ５２、６２と上ローラ５３、６３とを一体に形成しているが、一体に形成する必要は必ずしもない。それぞれ軸５１、６１に固定されていれば、それでよい。また、軸５１、６１の各端部において、上ローラ５３、６３の両側に下ローラ５２、６２を配しているが、下ローラ５２、６２は上ローラ５３、６３のいずれか片側のみにあればよい。また、上記下ローラ５２、６２は軸５１、６１と同軸としているが、必ずしも同軸にする必要はない。また、本実施形態では、互いに偏心した第１，第２下ローラと第１，第２上ローラとして、異なる半径を有するローラを用いたが、同径のものを使用してもよい。
【００４７】
一方、上記中間板４０は、上面側に、上記上側支持体５０の両端部の上ローラ５３、５３の下部を非接触状態で収容するための平行な２本の深底ガイド溝４１を有する一方、下面側には、上記下側支持体６０の両端部の上ローラ６３、６３を当接状態で収容するための平行な２本の浅底ガイド溝４２を有する。上記深溝ガイド溝４１と浅底ガイド溝４２とは互いに直交する方向に延びている。また、上記上側支持体５０の軸方向に略平行な中間板４０の各縁には、上下方向に突出する補強用のリブ４３が形成されており、これらのリブ４３により中間板４０には曲げ剛性が付与されている。そして、上方向に突出するリブ４３の内側には、上側支持体５０の過回転（静止位置から各側に１８０度を越える回転）を防止するためのストッパー４５が取り付けられている。このストッパー４５は上記リブ４３と共に、上側支持体５０が中間板４０から脱落するのを防止する役目も果たしている。
【００４８】
上記ｂ方向に沿った中間板４０の長さは、図５に示すように、上側支持体５０の全長（つまり、下側支持体６０の上ローラ６３の円周２πＲプラス２つ分の下ローラ５２の長さ）よりわずかに長い程度である。一方、ａ方向に沿った中間板４０の長さは、図６に示すように、（上側支持体の下ローラ５２の半周πｒ＋上ローラ５３の半径Ｒ）の２倍程度、つまり、下ローラ５２の円周２πｒに上ローラ５３の直径２Ｒを加えた程度の長さであるが、少なくとも２πｒあればよい。中間板４０のこのような寸法は、図１３に示したような免震装置の中間板５a、５ｂの寸法に比べて格段に小さいものであるが、上側支持体５０の下ローラ５２は、中間板４０のａ方向に沿った長さの中央における静止位置から各側に１８０度回転しても中間板４０から外れることがなく、また、下側支持体６０の上ローラ６３も、中間板４０のｂ方向に沿った長さの中央における静止位置から各側にそれぞれ１８０度回転しても中間板４０から外れることがない。中間板４０の寸法をこのように小さくしたことにより、材料費が節減できる。
【００４９】
上記構成を有する４つの免震ユニットUは、それぞれ、次のように、略矩形の下板３６と略矩形の上板３５を介して、床スラブ３４と床板３２との間に設置される。
【００５０】
上記床スラブ３４に固定した各下板３６の上面には、上記中間板４０の２本の浅底ガイド溝４２に対応して、２本の平行な深底ガイド溝３６ａが形成されており、これら下板３６の深底ガイド溝３６aと中間板４０の浅底ガイド溝４２とに下側支持体６０の上ローラ６３がはめ込まれる。このとき、上記上ローラ６３は中間板４０の浅底ガイド溝４２の底に当接させられるが、下板３６のガイド溝３６aとは接触しない。そして、下ローラ６２が下板３６の上面に当接する。尚、上記下板３６の深底ガイド溝３６aの長さは、下側支持体６０が１回転するのを許容する長さである。
【００５１】
一方、上記床板３２に固定した上板３５の下面側には、上記中間板４０の深底ガイド溝４１に対応して、２本の平行な浅底ガイド溝３５ａが形成されており、これら上板３６の浅底ガイド溝３５aと中間板４０の深底ガイド溝４１とに上側支持体５０の上ローラ５３が嵌め込まれる。このとき、上記上ローラ５３は上板３５のガイド溝３５aの底に当接するが、中間板４０の深底ガイド溝４１とは接触しない。そして、下ローラ５２が中間板４０の上面に当接する。尚、上記上板３５の浅底ガイド溝３５aの長さは、上側支持体５０が１回転するのを許容する長さである。
【００５２】
上記下板３６は、下側支持体６０の軸方向と平行な縁に上方に突出するリブ３６ｂを有し、また、それらリブ３６ｂの内側には下側支持体６０の過回転（１８０度を超える回転）を防止するストッパー３７が取り付けられている。このストッパー３７は上記リブ３６ｂと共に、下側支持体６０が下板３６から外れるのを防止する役目も果たしている。
【００５３】
本実施形態では、上記複数の免震ユニットUばかりでなく、複数の下板３４も上板３５も互いに独立しており、従って、それぞれが小さいサイズに形成されているので持ち運びが容易な上、免震装置設置時に、それらの部材が簡単に取り扱え、作業が楽に行える。
【００５４】
上記構成の免震装置は、振動が発生していない常態時においては、上記床板３２側からの荷重を安定的に支持する。ここで、床板３２上に重量のあるコンピュータや計測機械等が設置されて、図３、４に示すように、床板上に荷重ＬＤがかかり、床板３２が撓んだとする。このとき、４つの免震ユニットＵの中間板４０は互いに分離されていて、床板３２の各辺の中間部分には中間板４０は存在せず、しかも、図４に示すように、中間板４０は下側支持体６０を支点として傾動し、この中間板４０の傾動によって床板３２の撓みが吸収される。したがって下方に撓んだ床板３２が中間板４０に当たることはない。
【００５５】
一方、振動時には、次に説明するように下側支持体６０又は上側支持体５０が回転することにより免震効果を発揮すると共に、互いに偏心したローラによって復元効果を発揮する。
【００５６】
今、例えば床スラブ３４が図５中左側に振動したとすると、その振動振幅に応じて、各免震ユニットUでは、下側支持体６０の下ローラ６２がその回転中心Ｏ１の回りに回転しながら静止位置から左側へと移動する。このため、下ローラ６２に結合している上ローラ６３も同時に転がっていく。このとき、上ローラ６３の回転中心Ｏ２は、下ローラ６２の回転中心Ｏ１の回りを旋回するので、上ローラ６３はその回転が進むに従って上昇し、従って、中間板４０が傾動する。このとき、この中間板４０は、他の免震ユニットの中間板４０と分離されているので、他の中間板４０に動きを拘束されることなく、自由に傾ける。
【００５７】
上記下側支持体６０が回転すると、その回転角度に応じて、上ローラ６３の回転中心Ｏ２が下ローラ６２の回転中心Ｏ１の斜め横あるいは真横に位置することになるため、上ローラ６３の中間板４０との接触点には、回転中心Ｏ２を通る鉛直線と回転中心Ｏ１を通る鉛直線との間の水平距離を腕の長さとする回転モーメントがかかる。この回転モーメントが復元力として作用して、下側支持体６０は元の静止位置に復帰する。したがって、床板３２も、中間板４０と上側支持体５０と上板３５とを介して、元の位置に復帰する。
【００５８】
一方、床スラブ３４が図６中左側に振動した場合には、各免震ユニットＵでは、下板３６と下側支持体６０を介してその振動が中間板４０に伝えられるので、中間板４０も図６中左側に移動する。このとき、各免震ユニットＵの中間板４０は他の免震ユニットＵの中間板４０とは独立して自由に移動する。この中間板４０の左側への移動に伴い、下側支持体６０が回転する場合と同様にして、中間板４０に支えられている上側支持体５０の下ローラ５２がその回転中心Ｏ３の回りに回転しながら静止位置から図中左側に移動する。同時に、この下ローラ５２に結合されている上ローラ５３も転がっていく。その結果、下側支持体６０の回転時と同様に、上ローラ５３と上板３５との接触点に上側支持体５０の回転角度に応じた回転モーメントが作用するため、これが復元力となって、上側支持体５０が元の静止位置に復帰する。したがって、床板３２が上板３５を介して元の位置に復帰する。
【００５９】
床スラブ３４の振動方向がａ方向とｂ方向との中間の方向である場合には、下側支持体６０と上側支持体５０の両方が回転し、上述した２種類の動きが組み合わさった動きが発生する。この結果、あらゆる方向の振動に対処できる。
【００６０】
上記実施形態では、４個の免震ユニットを使用したが、設置面積によっては３個でもよいし、あるいは５個以上使用してもよい。この場合、この免震装置は中間板４０が互いに完全に独立した構成であるため、中間板４０の寸法を変えることなく、免震ユニットＵの使用個数を増減でき、しかも、自由に設置位置を設定できる。
【００６１】
なお、上記実施形態では、上側支持体と下側支持体をそれぞれ１個ずつ使用したが、図９に示すように、それぞれ複数個使用すれば、上部構造物に対する支持力が増大する。この場合、各支持体５０Ａ、６０Ａの軸の長さは、使用する各支持体の個数に応じて長くされる。
【００６２】
また、上側および下側支持体としては、上述したもの以外にも、いろいろなものを使用することができる。例えば、図８に示す上側および下側支持体５０Ｂ，６０Ｂは、２個の下ローラを１個の上ローラの両側に配置してなるローラの組が軸の両端部のみならず、軸の中央部分にも固定されたものである。このような支持体５０Ｂ，６０Ｂは使用するローラの数が多い分、支持面積が増加するので、上記支持体５０，６０に比べて、支持力が増加する。一方、図１０（ａ）,（ｂ）に示すように、１個の上（または下）ローラと２個の下（または上）ローラの組を１組だけ備えたものであってもよい。なお、このようなローラの組を１組だけ使用する場合、各支持体両側における外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離は、真ん中に位置する１個のローラの両端面間の距離、つまり、ローラの長さとなる。
【００６３】
また、図５〜９に示した各支持体においては、下ローラと上ローラとを軸を介して固定しているが、これらのローラは図１０（ａ），（ｃ）に示すように直接固定しても良い。なお、下ローラと上ローラとを軸を介して固定する場合には、各支持体両側における外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離の調整は、軸の長さを調整することにより行える。一方、下ローラと上ローラとを直接互いに固定する場合には、ローラの長さあるいはローラの個数を調整することにより行える。
【００６４】
また、上記実施形態では、各免震ユニットＵを下板３６及び上板３５を介して床スラブ３４と床板３２との間に設置しているが、下板３６、上板３５を使用することなく、直接床スラブ３４と床板３２との間に設置しても良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、各支持体５０、６０が静止位置から各側に１８０度回転するようにし、それに合わせて各部材の寸法を設定したが、必ずしも１８０度まで回転させなくてもよい。また、上側支持体５０と下側支持体６０とは必ずしも同一形状、同一寸法でなくてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、中間板４０の転倒を、各支持体５０、６０における外側から２番目のローラ５３、６３の外側端面５３a、６３a間の距離を調整することにより防止しているが、図１１に示すように、中間板転倒防止用のストッパー４６を中間板４０や下板３６等に取り付けておいても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１の免震装置は、中間板と、互いに偏心した第１上、下ローラを有し第１の方向に転動可能な第１支持体と、互いに偏心した第２上、下ローラを有し第２の方向に転動可能な第２支持体とを備えた免震ユニットを少なくとも３個備えているので、いろいろな方向の振動に対して、免震効果を奏することができると共に、復元力も有することができる。しかも、上記複数の免震ユニットに設けた中間板を互いに分離して独立に変位できるようにしているので、中間板の動きの自由度が大きくなる。したがって、この免震装置は、優れた免震効果を有すると共に、床板が上載荷重により撓んでも、その撓みを中間板の傾動によって吸収することができる。また、複数の免震ユニットの中間板が互いに分離していることにより、中間板の寸法を必要最小限まで小さくすることができるので、互いに連結された中間板を使用する場合に比べて、運搬時および作業時の免震ユニットの取り扱いが容易である上、中間板の材料費を低減できる。さらに、中間板が互いに独立していることにより、中間板の寸法は、免震装置の設置面積の広狭に依存しなくなり、一定の寸法の中間板をあらゆる設置箇所に共通して使用できる。また、使用すべき免震ユニットの数の増減ならびに免震ユニットの設置箇所の変更を自在に行うことができる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、各免震ユニットにおいて、上記第１下ローラと第１上ローラ、および、上記第２下ローラと第２上ローラとを軸を介して固定しているので、第１、２支持体の長さ調節を、軸の長さを調節するだけで簡単に行うことができる。
【００６９】
請求項４の発明によれば、上記中間板は、上記第１の方向の長さが上記第１上ローラの円周以上であることと、上記第２の方向の長さが上記第２下ローラの円周以上であることとの少なくとも一方を満足するものであるため、第１支持体または第２支持体の少なくとも一方がその静止位置から各側に１８０度回転しても中間板から外れることはない。
【００７０】
請求項５の発明によれば、上記第１支持体の第１下ローラおよび第１上ローラのうち、第１支持体両側において外側から２番目に位置するローラは、最も外側に位置するローラに面する側の端面間の距離が上記第２支持体の第２下ローラの円周以上であり、上記第２支持体の第２下ローラおよび第２上ローラのうち、第２支持体両側において外側から２番目に位置するローラは、最も外側に位置するローラに面する側の端面間の距離が上記第１支持体の第１上ローラの円周以上であるので、上記第１支持体または第２支持体がその静止位置から各側に復元可能回転角度の上限値である１８０度まで回転しても中間板が転倒することはない。
【００７１】
請求項６の発明によれば、上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つは、上記中間板が転倒するのを防止すべく上記第１支持体および上記第２支持体の回転をそれぞれ止めるストッパーを有しているので、第１支持体両側における外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離および第２支持体両側において外側から２番目に位置するローラの外側端面間の距離がどのようなものであっても、中間板の転倒を防止できる。
【００７２】
請求項７の発明によれば、上記複数の免震ユニットのうちの少なくとも１つは、上記第１支持体と第２支持体とがそれぞれの静止位置から各側に１８０度を超えて転動するのを防止するストッパーを有しているので、復元力が保証される。
【００７３】
【００７４】
請求項８の発明によれば、上記第１支持体は上記第１下ローラと上記第１上ローラとをそれぞれ複数個有し、上記第２支持体も上記第２下ローラと上記第２上ローラとをそれぞれ複数個有しているので、支持力を増大できる。
【００７５】
請求項９の発明によれば、上記中間板の縁に曲げ補強用のリブを形成しているので、中間板の曲げ剛性を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態である免震装置を設置した免震床を有する建物の断面図。
【図２】  床板に上載荷重がかかっていないときの図１のII-II線断面図。
【図３】  床板に上載荷重がかかっているときの図１のII-II線断面図。
【図４】  床板に上載荷重がかかっているときの図１のIV-IV線断面図。
【図５】  図１の免震装置を構成する免震ユニットの一断面を示す図１及び図６のV-V線断面図。
【図６】  図１の免震装置を構成する免震ユニットの別の断面を示す図１及び図５のVI-VI線断面図。
【図７】  上記免震装置の作用説明図。
【図８】  上記免震ユニットの変形例を示す断面図。
【図９】  上記免震ユニットのさらに別の変形例を示す断面図。
【図１０】  上側支持体の各種変形例を示した断面図。
【図１１】  中間板転倒防止用ストッパーを有する免震ユニットの断面図。
【図１２】  従来の免震装置の断面図。
【図１３】  図１２の免震機構の応用例を示した図。
【符号の説明】
Ｕ…免震ユニット、３２…床板（上部構造物）、３４…床スラブ（下部構造物）、３７，４５…過回転防止用ストッパー、４０…中間板、４２…曲げ補強用のリブ、４６…中間板転倒防止用ストッパー、５０，５０Ａ，５０Ｂ…上側支持体（第２支持体）、５１…軸、５２…下ローラ（第２下ローラ）、５３…上ローラ（第２上ローラ）、５３ａ…ローラの外側端面、６０，６０Ａ，６０Ｂ…下側支持体（第１支持体）、６１…軸、６２…下ローラ（第１下ローラ）、６３…上ローラ（第１上ローラ）、６３ａ…ローラの外側端面。
【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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