免震装置

【課題】より簡単な構成によってヨーイング現象を的確に防止できる免震装置を提供し、延いてはコストの削減や、適用上の自由度の拡大にも資することを目的とする。
【解決手段】少なくとも上方から見た平面視において直線的な案内機能を有する下部案内レール１６及び上部案内レール１７と、それらの上下の案内レール１６，１７の間に互いに離間した状態に配設された２個以上の球体１８等からなる転動体を備え、それらの離間した転動体を介して作用する、上下の案内レール１６，１７相互間の水平方向の相対的な回動に対する抑制作用により、上部構造物３のヨーイング現象を抑制する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被支持体側と支持体側との間に設置する免震装置に関する。より詳しくは、免震作用と共に被支持体側の上部構造物に派生するヨーイング現象を防止して、より安定した免震作用を得られるように改良した免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
案内レールに沿って直線軌道上を転動するように構成された球体やローラあるいは車輪などの転動体を用いた転がり系の免震装置は、従来から広く知られている。この案内レールに沿って直線軌道上を転動する転動体を用いた免震装置の場合には、その免震作用に方向性が存在するため、それらの案内レールと転動体との組合わせからなる免震ユニットを互いに直交する状態に配設することにより、あらゆる方向の外力に対して対応できるように構成することも、従来から広く知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平６−７４６０９号公報
【特許文献２】特開２００５−４８８３７号公報
【０００３】
図１３は免震建築物を例示した概略正面図であり、図１４はその免震装置の配置状態を示した概略平面図である。図示のように、本例の免震建築物１０１の場合には、２階部分１０２が中心からずれているため、免震建築物１０１全体の重心Ｇの位置は、本例では４つの免震ユニット１０３ａ〜ｄにより形成される全体の免震装置によって支える免震建築物１０１に対する支持中心Ｃとは一致しない。したがって、例えば図１４に示したように地震力等の外力Ｆが作用した場合には、免震建築物１０１側には支持体側の支持中心Ｃに対して偏心している重心Ｇに外力が作用することになることから、免震建築物１０１に対して前記支持中心Ｃを支点とした回転モーメントが作用することになる。その結果、上部構造物としての免震建築物１０１は、前記支持中心Ｃを通る垂直軸回りに回動し、いわゆるヨーイング現象が生起することになる。
【０００４】
ところで、前記従来技術の場合には免震ユニットを互いに直交する状態に配設したことから、あらゆる方向の外力に対して対応できるものの、上述のヨーイング現象に対する防止対策に関しては十分ではなかった。そこで、平行に対向設置した案内レールに対してそれぞれ２個一組の車輪からなる転動体を配設するとともに、それらの各車輪にフランジを設けることにより、軌道拘束性を高めてヨーイング現象を防止しようというものも提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この従来技術の場合には、構造が複雑でコスト高の要因になるだけでなく、適用し得る形態が限られてしまうため、適用上の自由度が狭められてしまうという技術的難点があった。
【特許文献３】特許第３２３３９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて開発したもので、より簡単な構成によってヨーイング現象を的確に防止できる免震装置を提供し、延いてはコストの削減や、適用上の自由度の拡大にも資することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、少なくとも上方から見た平面視において直線的な案内機能を有する下部案内レール及び上部案内レールと、それらの上下の案内レールの間に互いに離間した状態に配設された２個以上の転動体を備え、それらの離間した転動体を介して作用する、上下の案内レール相互間の水平方向の相対的な回動に対する抑制作用により、上部構造物のヨーイング現象を抑制するという技術手段を採用した。因みに、請求項１の発明では、上方から見た平面視において直線的な案内機能を有する下部案内レール及び上部案内レールを対象としたものであり、下部案内レール及び上部案内レールが復帰機能のために上下方向の変位を含む場合も含まれる。要は、平面視において直線的な案内機能を有する下部案内レールと上部案内レールとの間に離間した状態で配設される２個以上の転動体に基づく両案内レールに対する楔的な軌道拘束力によって、上下の案内レール相互間の水平方向の相対的な回動を抑制し、上部構造物のヨーイング現象を抑制するものであればよい。なお、前記上下の各案内レールは、それぞれ直線上に配設した２本以上のレール部材を使用して構成することも可能である（請求項２）。また、前記上下の案内レールの間に互いに離間した２個以上の転動体を配設してなる免震ユニットを用いて、互いに直交する状態に配設するようにすれば、いかなる方向の外力に対しても対応できるとともに、上部構造物のヨーイング現象を抑制することも可能である（請求項３）。さらに、上下の免震ユニットの交差部が常に下方の免震ユニットを構成する互いに離間した２個の転動体の間に位置するように構成すれば、上部構造物側の荷重を常に２個の転動体の間で受止めることができるので、免震装置に対する転倒モーメントが回避され、案内レールの固定部材に対する引抜き力も低減できる（請求項４）。因みに、転動体としては球体が好適であり、球体が案内レールに形成した案内溝に係合しながら転動するように構成することも可能である（請求項５）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）直線的な案内機能を有する上下の案内レールの間に２個以上の転動体を互いに離間した状態に配設するというきわめて簡便な構成により、上部構造物のヨーイング現象を的確に抑制することができる。
（２）構成がきわめて簡便なことから、コストの削減が可能であるとともに、適用上の自由度の拡大に有効である。
（３）上下の免震ユニットの交差部が常に下方の免震ユニットを構成する離間した２個の転動体の間に位置するように構成すれば、上部構造物の荷重が常に離間した２個の転動体の間に作用し、装置の転倒が回避されるとともに、案内レールの固定部材に対する過大な引抜き力が解消され、より安定した免震性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る免震装置は、支持体側である地盤等の下部構造物側と被支持体側である躯体等の上部構造物側との間に設置して各種の建造物用の免震装置として広く適用することが可能である。場合に応じ、躯体の中間に設置することも可能である。さらに、例えばコンピュータ室のように既存あるいは新設の建造物の一室の床部の下方に設置して、当該室内のハードウェア機器等を保護する場合や、既存あるいは新設の建造物の内部に設置する展示物支持用の上部構造物と床部との間に設置して、美術品等の当該展示物を保護する場合などにも広く適用することが可能である。前記転動体としては球体が好適であるが、テーパ部で案内レール側と当接するローラ状の転動体（特許文献２参照）や、車輪状の転動体などの他の形態の転動体の採用も可能である。また、案内レールに関しては、断面形状がＶ字状や円弧状などの溝部に沿って転動体を直線的に案内する形態のものや、レール部を跨いだ状態で両側の縁部に転動体を係合させながら直線的に転動するように案内する形態のものなどの採用が可能である。要は、少なくとも上面から見た平面視において直線的な案内機能を有する案内レールと、その案内レールによって直線的に案内される転動体の組合わせであれば、適宜の形態の採用が可能である。また、上下の各案内レールは、上下それぞれ１本の連続したレール部材から構成したものでもよいし、直線上に配設した２本以上のレール部材を使用して構成したものでもよい。
【実施例】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施例に関して説明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を示したもので、図１はその設置状態を示した正面図、図２は免震装置の部分を示した平面図である。図中１は本実施例に係る免震装置１で、下部構造物２と上部構造物３との間に設置され、それらの下部構造物２と上部構造物３との間を絶縁して免震機能を奏することになる。図示のように、本実施例に係る免震装置１は、十字状の平板からなる中間部材４を挟んで、その十字状の下面及び上面に沿って、それぞれ２個ずつ直線上に配列させた免震ユニット５，６と、免震ユニット７，８とを直交した状態に配設することにより構成される。図３〜図５は免震ユニット５〜８の要部の構成を拡大して示したものであり、図３はその正面図、図４は側面図、図５はＡ−Ａ断面図である。図示のように、免震ユニット５〜８は、それぞれ本実施例ではＶ字状の溝部を備えた下部レール部材９及び上部レール部材１０と、それらの上下のレール部材９，１０の間に配設され、Ｖ字状の溝部に沿って直線的に案内される転動体としての球体１１との組合わせから構成される。しかして、本実施例の場合においては、中間部材４の下部に直線上に配設された前記免震ユニット５と免震ユニット６のそれぞれの構成要素である２本の下部レール部材９の組合わせによって、直線的な案内機能を有する下部案内レールが構成され、同様にそれらの免震ユニット５と免震ユニット６のそれぞれの構成要素である２本の上部レール部材１０の組合わせによって、直線的な案内機能を有する上部案内レールが構成されることになる。また、免震ユニット５と免震ユニット６のそれぞれの構成要素である２個の球体１１によって、互いに離間した２個の転動体が構成されることになる。同様に、中間部材４の上部に直線上に配設された前記免震ユニット７と免震ユニット８のそれぞれの構成要素である２本の下部レール部材９の組合わせによって、直交状態に配設された他方の下部案内レールが構成され、それらの免震ユニット７と免震ユニット８のそれぞれの構成要素である２本の上部レール部材１０の組合わせによって、他方の上部案内レールが構成されるとともに、免震ユニット７と免震ユニット８のそれぞれの構成要素である２個の球体１１によって、互いに離間した２個の転動体が構成されることになる。
【００１０】
次に、前記第１実施例に係る免震装置１の免震動作に関して説明する。図６はその免震装置１の動作状態を示した動作説明図である。図示のように、上部構造物３に対して水平方向の外力Ｆが作用した場合には、前記免震ユニット５と免震ユニット６の球体１１がそれぞれ上下のレール部材９，１０のＶ字状の溝部に係合しながら直線的に転動し、上部構造物３が下部構造物２に対して水平方向に相対的に移動することになる。ところで、この相対的な移動に際して、前述のように、上部構造物３の重心Ｇとその上部構造物３を支持する各免震装置１によって構成される支持体側の支持中心Ｃとの間に位置ずれがある場合には、上部構造物３のヨーイング現象の原因となる回転モーメントが作用することになるが、本実施例の場合には、球体１１同士が互いに離間した状態で上下のレール部材９，１０のＶ字状の溝部に係合していることから、前記回転モーメントに対抗してヨーイング現象の発生を抑制することになる。すなわち、互いに離間した球体１１による軌道拘束力に基づいて、直線上に配設された２本の下部レール部材９の組合わせからなる下部案内レールと、直線上に配設された２本の上部レール部材１０の組合わせからなる上部案内レールとの位置関係が確実に保持され、それらの下部案内レールと上部案内レールとの間の水平方向の回動が的確に抑制されるので、きわめて簡便な構成に拘らず、上部構造物３のヨーイング現象を的確に解消することが可能である。因みに、以上の場合には、免震ユニット５〜８においてヨーイング現象に対する同様の抑制機能を奏する。さらに、図示のように、下方の免震ユニット５，６と上方の免震ユニット７，８との交差部が常に下方の免震ユニット５，６を構成する離間した２個の球体１１の間に位置するので、上部構造物３の荷重が常にそれらの離間した転動体としての２個の球体１１の間に作用し、免震装置１の転倒が回避されるとともに、案内レールを構成する下部レール部材９の固定部材に対する過大な引抜き力が解消され、より安定した免震性能を得ることができる。
【００１１】
図７及び図８は本発明の第２実施例を示したもので、図７はその設置状態を示した正面図、図８は免震装置の部分を示した平面図である。本実施例に係る免震装置１２は、前記免震ユニット５〜８と同様の免震ユニットを使用し、それらの免震ユニット５，６を構成するそれぞれの下部レール部材９の端部相互間と上部レール部材１０の端部相互間を連結部材１３，１４により連結して下部案内レールと上部案内レールを構成するとともに、免震ユニット７，８に関しても同様に連結することにより下部案内レールと上部案内レールを構成したものであり、さらにそれらを図示のように直交状態に配設して十字状に結合することにより、前記第１実施例と同様の機能を奏するように構成したものである。なお、本実施例では、上下の案内レールを直交状態に配設する際に、中間部材は用いずに直接的に結合する場合を示した。因みに、場合に応じて下部レール部材９や上部レール部材１０の長さを調整し得ることはいうまでもない。
【００１２】
図９及び図１０は本発明の第３実施例を示したもので、図９はその設置状態を示した正面図、図１０は免震装置の部分を示した平面図である。本実施例に係る免震装置１５は、１本の長尺のレール部材からなる下部案内レール１６と上部案内レール１７との組合わせを採用し、それらの下部案内レール１６と上部案内レール１７との間に互いに離間した状態に転動体としての球体１８を２個以上配設することにより、下部免震ユニット１９と上部免震ユニット２０を構成し、図示のようにそれらの下部免震ユニット１９と上部免震ユニット２０とを直交状態に配設して十字状に結合することにより、前記第１実施例と同様の機能を奏するように構成したものである。すなわち、前記第１実施例及び第２実施例では、２個の球体１１を支持案内するための案内レールを、直線上に配設された２組の免震ユニットのそれぞれの構成要素である２本の上下レール部材を組合わせて用いることにより構成した場合を示したが、本実施例は、長尺の上下レール部材からなる１組の免震ユニットを用い、１本のレール部材からなる案内レールによって２個の球体１８を同時に支持案内し得るように構成した場合を示したものである。
【００１３】
なお、図１１は前記第３実施例の変形例の設置状態を示した正面図であり、前記下部案内レール１６と上部案内レール１７の中央部と両端部に係止部２１〜２３を設けて球体１８の移動範囲を規制するように構成し、もって上下の免震ユニット１９，２０の交差部を常に下方の免震ユニット１９を構成する離間した転動体としての２個の球体１８の間に位置せしめて、前記免震装置１５の転倒を回避し得るように構成したものである。因みに、この係止部に関しては、２個の球体１８の間の中央部に設置した係止部２１だけでも、それらの球体１８の移動範囲を規制する上で有効である。また、本変形例は前記第２実施例にも有効に適用できる。
【００１４】
図１２は本発明を適用した実用上の実施例を示した斜視図であり、前記第２実施例の基本的な構成を適用したものである。図示のように、本実施例に係る免震装置２４は、十字状のフレームからなる中間部材２５を挟んで、その中間部材２５の下部に２個の免震ユニット２６，２７を連結した状態に設置するとともに、上部に２個の免震ユニット２８，２９を連結した状態に設置することにより構成したものである。なお、図中３０は転動体としての球体を示したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例の設置状態を示した正面図である。
【図２】同実施例を示した平面図である。
【図３】免震ユニットの要部の構成を拡大して正面図である。
【図４】同免震ユニットを示した側面図である。
【図５】同免震ユニットを示したＡ−Ａ断面図である。
【図６】前記第１実施例に係る免震装置の動作状態を示した動作説明図である。
【図７】本発明の第２実施例の設置状態を示した正面図である。
【図８】同実施例の免震装置の部分を示した平面図である。
【図９】本発明の第３実施例の設置状態を示した正面図である。
【図１０】同実施例の免震装置の部分を示した平面図である。
【図１１】同実施例の変形例の設置状態を示した正面図である。
【図１２】本発明を適用した実用上の実施例を示した斜視図である。
【図１３】ヨーイング現象を説明するための免震建築物の正面図である。
【図１４】ヨーイング現象を説明するための免震装置に関する配置図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…免震装置、２…下部構造物、３…上部構造物、４…中間部材、５〜８…免震ユニット、９…下部レール部材、１０…上部レール部材、１１…球体、１２…免震装置、１３，１４…連結部材、１５…免震装置、１６…下部案内レール、１７…上部案内レール、１８…球体、１９…下部免震ユニット、２０…上部免震ユニット、２１〜２３…係止部、２４…免震装置、２５…中間部材、２６〜２９…免震ユニット、３０…球体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも平面視において直線的な案内機能を有する下部案内レール及び上部案内レールと、それらの上下の案内レールの間に互いに離間した状態に配設された２個以上の転動体を備え、それらの離間した転動体を介して作用する、上下の案内レール相互間の水平方向の相対的な回動に対する抑制作用により、上部構造物のヨーイング現象を抑制するように構成したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記上下の各案内レールを直線上に配設した２本以上のレール部材から構成したことを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記上下の案内レールの間に互いに離間した２個以上の転動体を配設してなる免震ユニットを互いに直交する状態に配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の免震装置。
【請求項４】
上下の免震ユニットの交差部が常に下方の免震ユニットを構成する互いに離間した２個の転動体の間に位置するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の免震装置。
【請求項５】
前記転動体として球体を採用し、該球体が前記案内レールに形成した案内溝に係合しながら転動するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の免震装置。

【図１】