(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールシートに対して支持用の大径ボールを両者の間で転動しながら循環する多数個の小径ボールを挟んで支持し、大径ボールの転動によって固定側と可動側との間の横方向への相対変位を可能にしたボール支承型の免震装置において、大径ボールの頂部と対向するボールシートの支承面に凹部を形成し、当該凹部と大径ボールの頂部との間に小径ボールよりも凹部の深さ寸法の分だけ径の大きいボール体を介装し、このボール体で当該凹部の部分への小径ボールの転動を阻止するようにしたことを特徴とするボールアイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、地盤と構造物との間を絶縁して地震発生時における構造物の揺れを吸収するボール支承型の免震装置に関し、特に、当該免震装置において用いられるボールアイソレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の免震装置に用いられるボールアイソレータとしては、平成４年１０月１４日付で出願公告された平成４年実用新案出願公告第４３５５３号公報にみられるようなもの既に広く一般に知られている。
【０００３】
すなわち、このものは、可動側である免震物或いは免震台の下面に添付図面の図５に示すようなボールアイソレータ１ｄを縦横に配置し、これらボールアイソレータ１ｄのハウジング２を可動側へと取り付けると共に、当該ハウジング２における支持用の大径ボール３を固定側の支持面上に載せている。
【０００４】
上記支持用の大径ボール３は、ハウジング２に設けたボールシート４の支承面５との間で転動しながら循環する多数個の小径ボール６を挟んで転動自在に支持してあり、これら小径ボール６で大径ボール３の軽快な転動動作を図りつつ可動側と固定側を相対変位可能に絶縁して支持している。
【０００５】
このようにして、地震発生時における固定側の震動を大径ボール３の転動で吸収しつつ当該震動が可動側へと伝わるを絶縁して、可動側に生じる横揺れを最小限に抑えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のボールアイソレータ１ｄでは、互に対向する大径ボール３の表面とボールシート４の支承面５の全面に亙り小径ボール６を球面状態に保って介装している。
【０００７】
そのために、大径ボール３の頂部と接する小径ボール６には、ボールシート４との接触点を通して直に可動側の荷重が伝わるのに対し、その他の小径ボール６に対しては、外側のものほど接触点を通る法線の方向と荷重の方向との角度のずれが大きくなるので、分力としての順次に低下した荷重が加わることになる。
【０００８】
その結果、大径ボール３とボールシート４の間にある小径ボール６に可動側の荷重が均等にを作用することなく、頂部と接する小径ボール６に最も大きな荷重が作用することになる。
【０００９】
このことから、小径ボール６が大径ボール３の頂部と接する部分において小径ボール６に過大な荷重が加わり、当該荷重により屡々小径ボール６に割れが生じて大径ボール３の軽快な転動が阻害され、免震装置自体としての免震作用を低下させる恐れをもつ。
【００１０】
しかも、ボールアイソレータ１ｄとしての耐荷重性能が最大荷重を受ける大径ボール３の頂部に位置する一個の小径ボール６によって決定されることから、当該ボールアイソレータ１ｄの耐荷重性能を高く設定できないという問題点をも有していた。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、支持用の大径ボールとボールシートの間に介装した小径ボールの荷重バランスを均等に近づけ、大径ボールの頂部付近での小径ボールの破損を防止しつつボールアイソレータとしての耐荷重性能をも高めることのできる免震装置のボールアイソレータを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、 ボールシートに対して支持用の大径ボールを両者の間で転動しながら循環する多数個の小径ボールを挟んで支持し、大径ボールの転動によって固定側と可動側との間の横方向への相対変位を可能にしたボール支承型の免震装置において、大径ボールの頂部と対向するボールシートの支承面に凹部を形成し、当該凹部と大径ボールの頂部との間に小径ボールよりも凹部の深さ寸法の分だけ径の大きいボール体を介装し、このボール体で当該凹部の部分への小径ボールの転動を阻止するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
すなわち、ボールシートの凹部と大径ボールの頂部との間に小径ボールよりも凹部の深さ寸法の分だけ径の大きいボール体を介装したものでは、可動側からの最大荷重をこの径の大きいボール体により受け止めることになるので、その他の小径ボールを含めて当該ボール体の破損を防止しつつボールアイソレータとしての耐荷重性能をも高める。
【００１４】
しかも、上記に加えて、ボール体が大径ボールの転動に伴いボールシートの凹部内面を滑って転がることから、これら両者の間に摩擦力を発生して免震装置としての好ましい減衰作用をも発揮することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図２に基づいて説明する。図２は本発明の一実施の形態を示し、図１、図３、図４は参考例を示す。図２に示す実施の形態の基本構造は図１の参考例の場合と同じであるので、先に図１に基づいてボールアイソレータの構造を説明する。
【００１６】
図１は、ボール支承型免震装置のボールアイソレータ１を縦断して示したもので、先に述べた図５の従来例と同様に、可動側である免震物或いは免震台の下面に対してボールアイソレータ１を縦横に配置し、これらボールアイソレータ１のハウジング２を可動側に取り付けると共に、当該ハウジング２における支持用の大径ボール３を固定側の支持面上に載せて使用される。
【００１７】
上記支持用の大径ボール３は、ハウジング２に設けたボールシート４の支承面５との間で転動しながら循環する多数個の小径ボール６を挟んで転動自在に支持してあり、これら小径ボール６で大径ボール３の軽快な転動を図りつつ可動側と固定側を相対変位可能に絶縁して支持している。
【００１８】
このようにして、地震発生時における固定側の震動を大径ボール３の転動で吸収しつつ当該震動が可動側へと伝わるを絶縁して、可動側に生じる横揺れを最小限に抑えるようにしている。
【００１９】
上記した構成は、先に図５の説明で述べた従来のボールアイソレータ１ｄと全く同一であるが、図１に示すこの発明の参考例では、大径ボール３の頂部と対向するボールシート２の支承面５に凹部７を設けた点でのみ相違している。
【００２０】
すなわち、この凹部７によって小径ボール６を大径ボール３の頂部の部分においてのみ大径ボール３とボールシート４の間から離し、小径ボール６を大径ボール３とボールシート４の間で遊ばせるようにしたのである。
【００２１】
これにより、大径ボール３の頂部にある小径ボール６には可動側の荷重が直に加わることがなくなり、可動側の荷重は、当該小径ボール６に続くその他の小径ボール６で受けて荷重バランスを均等に近づけ、小径ボール６の破損を防止しつつボールアイソレータ１としての耐荷重性能をも高めることになる。
【００２２】
それに対し、図２に示すこの発明の実施の形態のボールアイソレータ１ａにあっては、上記図１の説明で述べたボールシート４の凹部７と大径ボール３の頂部との間に、小径ボール６よりも凹部７の深さ寸法の分だけ径の大きいボール体８を介装したのである。
【００２３】
このものによれば、可動側からの最大荷重をこの径の大きいボール体８により受け止めることになるので、当該ボール体８を含めてその他の小径ボール６の破損を防止しつつボールアイソレータ１ａとしての耐荷重性能をも高めることができる。
【００２４】
しかも、これに加えて、ボール体８が大径ボール３の転動に伴いボールシート４における凹部７の内面を滑って転がることから、これら両者の間に摩擦力を発生して免震装置としての好ましい減衰作用をも発揮することになる。
【００２５】
また、図３に示す他の参考例のボールアイソレータ１ｂは、上記した図１の参考例のボールアイソレータ１とは逆に、大径ボール３の頂部と対向するボールシート４の支承面５に突出部９を形成し、この突出部９によって当該部分への小径ボール６の転動を阻止するようにしている。
【００２６】
このものによっても、大径ボール３の転動に伴い頂部の部分へと小径ボール６が転動しようとしても、ボールシート４の突出部９により遮られて小径ボール６が大径ボール３の頂部と対向する部分に入り込むことはない。
【００２７】
これにより、図１の参考例と同様に、小径ボール６で受ける可動側の荷重バランスを均等に近づけ、これら小径ボール６の破損を防止しつつボールアイソレータ１ｂとしての耐荷重性能をも高めることになる。
【００２８】
さらに、図４に示す他の参考例のボールアイソレータ１ｃにあっては、ボールシート４の支承面５の曲率半径を大径ボール３の表面の曲率半径よりも小さく構成し、可動側からの荷重によりボールシート４を撓ませて支承面５の全面に亙る部分を小径ボール６と当接するように構成している。
【００２９】
したがって、このものでは、可動側における荷重の負荷によってボールシート４の撓み反力が大径ボール３の頂部と対向する部分で小さく、外側にいくほど大きくなる。
【００３０】
これによって、小径ボール６は、外側にいくほどボールシート４の撓みによって大きな撓み反力を受け、この撓み反力により小径ボール６が受ける可動側の荷重バランスを均等化し、かくして、小径ボール６の破損を防止しつつボールアイソレータ１ｃとしての耐荷重性能をも高めることになるのである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、大径ボールの頂部と対向するボールシートの支承面に凹部を形成し、上記凹部を利用して小径ボールよりも当該凹部の深さ寸法の分だけ径の大きいボール体を介装し、このボール体で凹部の部分への小径ボールの転動を阻止するようにしたので、ボール体が大径ボールの転動に伴いボールシートにおける凹部の内面を滑って転がるときの摩擦力を利用し、免震装置としての好ましい減衰作用を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の参考例であるボール支承型の免震装置に用いられるボールアイソレータを縦断して示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態を示すボールアイソレータの縦断正面図である。
【図３】この発明のさらに他の参考例を示すボールアイソレータの縦断正面図である。
【図４】この発明のもう一つの参考例を示すボールアイソレータの縦断正面図である。
【図５】従来から使用されているボール支承型免震装置用のボールアイソレータを示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ ボールアイソレータ
２ ハウジング
３ 支持用の大径ボール
４ ボールシート
５ ボールシートの支承面
６ 小径ボール
７ 支承面に設けた凹部
８ 小径ボールよりも径の大きいボール体
９ 支承面に設けた突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003781872.tif 000005
【図５】
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