JP4206152B2 - 免震装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールベアリングを用いた免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
免震装置の機能には、鉛直方向には建物を支え、水平方向に動きやすくする機能と、水平方向の復元力を与える機能と、水平方向に減衰力を与える機能との３つの機能が必要である。
【０００３】
免震装置として一般的に知られている積層ゴムは、鉛直方向に建物を支え、水平方向に動きやすくする機能と、水平方向に復元力を与える機能とを有するものである。かかる積層ゴムのうち、鉛入り積層ゴムは、さらに水平方向に減衰力を与える機能をも有するものである。
【０００４】
また、鉛直方向に建物を支え、水平方向に動きやすくする機能を有する免震装置としては、転がり支承、滑り支承などがよく知られている。
【０００５】
さらに、水平方向に減衰力を与える機能を有するものとしては、鋼材ダンパ、鉛ダンパ、オイルダンパ、粘性体ダンパなどが知られている。
【０００６】
厳密には、冒頭に掲げた３つの機能を全て有するものを免震装置と言うのが妥当であろうが、かかる機能のうち鉛直方向には建物を支え、水平方向に動きやすくする機能をのみ有するものを免震装置と呼ぶことも多い。本願明細書では、以下、免震装置とは、鉛直方向には建物を支え、水平方向に動きやすくする機能をのみ有するものを指すこととする。
【０００７】
かかる意味での免震装置としては、上記のように、ゴムシートと鉄板を相互に重ねあわせて接着した構造で、水平方向に動きやすく、上下方向には高い剛性を有した積層ゴムからなる免震装置がよく知られている。
【０００８】
また、ボールベアリングを用いたリニアガイドを有する構造の免震装置も知られている。かかる免震装置では、リニアガイドは循環できるボールベアリングを多数組み込んだ移動ブロックに直線のレールを組み合わせて構成され、ボールベアリングを用いることにより非常に小さい摩擦係数でレール上を動けるようになっている。このリニアガイドを直行するように２段に重ねあわせることにより平面状を自由に、かつ、低い摩擦係数で動けるように構成されている。
【０００９】
ボールベアリングを平面状に自由に動けるようにする構成の免震装置も知られている。建物と建物の基礎の間にボールベアリングを挟むことにより建物を平面状に自由に動けるようにした免震装置である。かかる装置では、建物及び基礎には大きな平面を形成することが必要である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成の免震装置では、以下のような問題点が指摘され、かかる問題点の改善が求められている。
【００１１】
免震建物では地震時に免震装置の部分で大きな変位を生じ、その変位に耐えうる大きな変位能力が求められる。しかし、軽い建物を免震化しようとすると積層ゴムの支える荷重が小さくなるため免震装置の直径は小さく、細長い形状となり、その場合大きな変位を生じると地震時に座屈を生じて、鉛直方向に荷重を支持できなくなるという問題点が指摘されている。
【００１２】
また、ボールベアリングを用いたリニアガイドを有する構成の免震装置では、レール上をボールベアリングを円滑に動かすためには、レールおよびボールベアリングの双方に高い精度が求められ、その分高価な免震装置となり、施工経済性の面から採用し難いという問題点が指摘されている。
【００１３】
また、ボールベアリングを平面状に自由に動けるように構成した前記従来型の免震装置では、平板と点接触しているボールベアリングで重量を支えようとするため、点接触部分にどうしても大きな応力が発生し、その分平板をへこますか、あるいはボールベアリングが壊れ易くなる可能性があることが危惧されている。
【００１４】
従来のボールベアリングには、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ１、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４，ＳＵＪ５）、あるいは浸炭軸受鋼（クロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼など）、あるいは高温軸受高速度鋼（ＡＩＳＭ５０）、あるいはステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ４２０Ｊ２）などが用いられている。
【００１５】
これらの材料は硬度、強度ともに高い材料であるが、免震装置として用いる場合に要求される耐蝕性、靭性を兼ね備えた材料ではなく、また装置自体が大きなものとなっている。
【００１６】
本発明の目的は、上記問題点を解消することのできるボールベアリングを用いた新規な免震装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、建物と建物の基礎との間に設ける免震装置であって、前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、前記建物取付部材、前記基礎取付部材との間に介在させる複数のボールベアリングと、前記基礎取付部材側に設けた前記ボールベアリングの退避部とを有し、前記建物取付部材と前記基礎取付部材とが前記ボールベアリングを介して相対変位する際に、前記複数のボールベアリングの一部が、前記建物取付部材と前記基礎取付部材間と、前記退避部との間を循環するように構成したことを特徴とする。
【００１８】
前記退避部は、前記基礎取付部材上の前記ボールベアリングを建物取付部材との間に介在させる部分の周囲に、前記ボールベアリングの落ち込み可能な溝に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の上記構成の免震装置は、建物取付部材を建物、すなわち建物本体側に取り付けて固定し、基礎取付部材を建物の基礎に取り付けて固定する。かかる要領で免震装置を取り付けた建物では、地震が発生すると、建物本体側と建物の基礎との間に水平方向に相対変位を生じようとする力が働く。
【００２０】
本発明の免震装置では、ボールベアリングが基礎取付部材の平板面上を上を転がりながらこの相対変位を強要することとなる。多数のボールベアリングの一部、すなわち幾つかは、ある程度上記変位が進むと基礎取付部材に設けたボールベアリング用の退避部に逃げる。逃げるに際しては、退避部に溜まった複数のボールベアリング間の隙間に逃げ込むこととなる。
【００２１】
退避部にも予めボールベアリングが入れられており、逃げ込んできたボールベアリングで一杯になると、その後逃げ込んできたボールベアリングの分、他のボールベアリングが退避部から、基礎取付部材のボールベアリングを建物取付部材側との間に介在させる部分へ戻されることとなる。
【００２２】
すなわち、本発明の免震装置では、このように複数のボールベアリングが、建物取付部材と基礎取付部材間と、退避部との間を行き来、すなわち循環することとなる。
【００２３】
かかる退避部としては、例えば、基礎取付部材のボールベアリングを建物取付部材側との間に介在させる部分の周囲に設けた溝に構成すればよい。かかる溝の外周には適当な高さの土手を設けておき、退避したボールベアリングが外に外れて落ちないようにする必要がある。
【００２４】
かかる溝に構成しておけば、地震時の揺れに応じて建物取付部材と基礎取付部材との間に水平方向に沿った相対変位が生じ、その相対変位がある程度進むと、上記構成の免震装置の溝に近い側にあるボールベアリングが、溝の中に退避しているボールベアリング間の隙間のある箇所に落ちる。
【００２５】
一方、溝の中にあったボールベアリングは、上記溝の中に落ち込んできたボールベアリングにより、基礎取付部材と建物取付部材側との間に押し出され、常に鉛直荷重を支持するのに十分なボールベアリングが基礎取付部材上に存在することとなる。
【００２６】
本発明の免震装置では、溝および建物取付部材と基礎取付部材間とに設けるボールベアリングの個数を、細密充填にして全くボールベアリングの上記循環ができない程に詰め込んではいけない。
【００２７】
また、建物取付部材と基礎取付部材との間に存在するボールベアリングの数は、上方からの鉛直荷重を支えることができる数存在するようにして、溝部からの循環によりこの数が維持できるようにすることが必要である。
【００２８】
鉛直荷重を支持するボールベアリングには大きな応力が発生するため、高硬度と高強度を有するように析出硬化型高珪素ステンレス鋼（例えば、シリコロイ鋼（登録商標）として市販されている）を使用すればよい。
【００２９】
なお、上記析出硬化型高珪素ステンレス鋼とは、0.５％以下の炭素と、3.０％以上5.０％以下の珪素と、２％以下のマンガンと、５％以上１０％以下のニッケルと、６％以上１４％以下のクロムと、0.２％以上１％以下のモリブデンと、0.５％以上３％以下の銅と、2.０％以下のニオブと残部の鉄とからなるステンレス鋼である。
【００３０】
より詳しくは、上記ステンレス鋼を９００℃から１０００℃の温度で所定時間維持して急冷し、次いで６００℃から７００℃の温度で所定時間維持して冷却し、さらに１０００〜１１００℃の溶体化温度に加熱して急冷にした状態で加工形成し、その部品をその厚さ１ｃｍあたり少なくとも１０分間以上４２０℃から５２０℃の温度で維持して時効硬化させたステンレス鋼である。
【００３１】
さらに、その表層部にイオン窒化、またはＴｉＣ、もしくはＴｉＷをコーティングする表面硬化処理またはショットピーニングなどの表面改質を施してもよい。
【００３２】
また、建物取付部材、基礎取付部材、特に重量のかかる部材のボールベアリングに接触する部分に上記析出硬化型高珪素ステンレス鋼を使用すれば、免震装置自体を上記同様高硬度、高強度とすることができるとともに、靱性、耐蝕性を有した装置とすることができる。そのため、海岸地域、多湿地域にも有効で、腐蝕性ガスが発生し易い立地環境でも、免震機能を維持することができる。
【００３３】
さらに、かかる析出硬化型高珪素ステンレス鋼を使用すれば、耐摩耗性、耐熱性をも免震装置に付与することができ、地震時に建物火災が発生しても、その免震機能を維持させることができる。
【００３４】
また、高強度、靱性、耐衝撃性、耐摩耗性を兼備し、ボールベアリングや受部材の破壊強度が従来品より高いため、免震装置を小型化することができる。
【００３５】
本発明は、建物と建物の基礎との間に設ける免震装置であって、前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立して保持するボールベアリング保持部材とを有し、前記ボールベアリング保持部材は、前記３個のボールベアリングを前記基礎取付部材上に移動可能に設け、前記ボールベアリング保持部材を前記建物取付部材側に互いに回転可能に連結したことを特徴とする。
【００３６】
本発明は、建物と建物の基礎との間に設ける免震装置であって、３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立して保持し、前記建物側に固定する建物取付部材側に前記ボールベアリングを移動可能に設けたボールベアリング保持部材と、３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立して保持し、前記基礎側に固定する基礎取付部材側に前記ボールベアリングを移動可能に設けたボールベアリング保持部材とを有し、両ボールベアリング保持部材が互いに回転可能に連結されていることを特徴とする。
【００３７】
前記３個のボールベアリングは、前記３個のボールベアリングより小径の複数の小径ボールベアリングを介して、前記ボールベアリング保持部材に回転可能に保持されていることを特徴とする。
【００３８】
本発明は、建物と建物の基礎との間に設ける免震装置であって、前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、前記建物取付部材を支持するボールベアリングを受けるボールベアリング受部材と、前記ボールベアリング受部材に設けた前記ボールベアリング用の退避部と、前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、前記基礎取付部材上にのせられた３個のボールベアリングを、３個それぞれ回転可能に独立して保持するボールベアリング保持部材とを有し、前記ボールベアリング受部材と前記ボールベアリング保持部材とが、互いに回転可能に連結され、前記建物取付部材と前記基礎取付部材とが相対変位する際に、前記ボールベアリング受部材側のボールベアリングの一部が、前記建物取付部材、前記ボールベアリング受部材間と、前記退避部との間を循環するように構成されていることを特徴とする。
【００３９】
前記ボールベアリング、前記建物取付部材の前記ボールベアリングと接触する部分、前記基礎取付部材の前記ボールベアリングと接触する部分の少なくともいずれかが、析出硬化型高珪素ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする。
【００４０】
上記構成の本発明の免震装置では、ボールベアリング保持部材は、３個のボールベアリングをそれぞれ回転可能に独立して保持しているので、このボールベアリングが接触する基礎取付部材上に多少のでこぼこがあっても、このでこぼこになじんで、地震時の振動に応じて建物取付部材と基礎取付部材との間の水平方向の相対変位が起きるように転がることができる。
【００４１】
また、上記のようにこの免震装置は、鉛直方向からの荷重を３点で支持するため、建物を支持する荷重はそれぞれのボールベアリングでほぼ１／３となり、その分かかる免震装置１台で多くの鉛直荷重を支持することができる。
【００４２】
かかる３個のボールベアリングは、大きな鉛直荷重がかかることを考慮して大径のボールベアリングに構成しておけばよい。
【００４３】
また、ボールベアリング保持部材とかかる３個のボールベアリングとの間には、小径のボールベアリングを介在させることにより、大径の３個のボールベアリングを非常に小さな摩擦係数で転がるようにして、上記地震時の相対変位が円滑に行えるようにすればよい。
【００４４】
また、かかる構成の免震装置２台を上下２段に組んで互いにそれぞれ回転自在に連結したような構成として、一方の免震装置の３個のボールベアリングを上を向かせて建物取付部材面に接触させ、他方の３個のボールベアリングを下を向かせて基礎取付部材面に接触させることにより、建物取付部材と基礎取付部材の水平方向の相対変位量を半分にして、より免震装置の小型化が図れるようにしても構わない。
【００４５】
また、前述の退避部を設けた構成の免震装置の機構部を上方に設け、上記３個のボールベアリングを設けた構成の免震装置の機構部を下方に設け、両機構部を互いに回転自在に連結するように構成しても構わない。
【００４６】
なお、３個のボールベアリング、小径ボールベアリングや、ボールベアリング保持部材、建物取付部材、基礎取付部材、特に両ボールベアリングが接触する部分を少なくとも析出硬化型高珪素ステンレス鋼に形成しておけば、前述の如く免震装置の高硬度化、高強度化を図るとともに、靱性、耐蝕性、耐摩耗性、耐熱性を付与することができる。
【００４７】
また、本発明の構成では、前記要領でボールベアリングが使用されているので、本発明を軽量建物に適用すれば、大きな変位が発生しても座屈を生ずることなく免震機能を発揮させることができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４９】
（実施の形態１）
本実施の形態の免震装置Ａでは、図１に示すように、建物取付部材１０と、基礎取付部材２０との間にボールベアリング３０が介在させられた構成となっている。
【００５０】
建物取付部材１０は、所定層厚の平板状に形成され、建物取付部材１０の上面１０ａ側を建物本体底面側にあてがって取付固定されるようになっている。建物取付部材１０の下面１０ｂ側は、ボールベアリング３０が円滑に回転できるように特に平滑面に表面が仕上げられている。
【００５１】
基礎取付部材２０は、図１に示すように、所定層厚に形成された平板部材２１と、その平板部材２１上に設けられたボールベアリング受部材２２とから構成されている。平板部材２１の下面２１ａを、建物の基礎の上面にあてがって、基礎取付部材２０を建物の基礎側に取付固定できるようになっている。
【００５２】
平板部材２１の上面２１ｂ側に設けられるボールベアリング受部材２２は、図１に示すように、所定層厚の円板状に形成され、その上面側がボールベアリング３０を受けることができるように円形凹部に形成されている。
【００５３】
円形凹部内側は、中央に円形台部２３を設け、その周囲にボールベアリング３０の退避手段として環状に溝２４が巡らされている。円形台部２３の上面は、ボールベアリング３０が円滑に回転できるように特に平滑表面に仕上げされている。
【００５４】
円形台部２３の周囲に環状に設けられた溝２４は、その幅がボールベアリング３０の口径幅より少し大きい程度に設定され、円形台部２３からボールベアリング３０が落ち込めるように形成されている。溝２４は、ボールベアリング３０が円滑に回転移動できるように平滑に形成されている。
【００５５】
溝２４の深さは、図１（ａ）に示すように、溝２４内にボールベアリング３０が一杯に詰まっている状態で、この溝２４内にボールベアリング３０が円形台部２３から落ち込むことにより、溝２４内にあるボールベアリング３０同士の競り上がりによりボールベアリング３０を円形台部２３側に押し上げることができる程度の深さに設定されている。
【００５６】
すなわち、必要以上に溝２４の深さを深く設定してはいけない。深く設定し過ぎると、溝２４内からボールベアリング３０が円形台部２３側へ上がることができなくなり、円形台部２３から溝２４内に落ち込もうとするボールベアリング３０が完全に落ちきれず、円形台部２３の縁部で中途半端にひっかかった状態となり、建物取付部材１０の平行移動を妨げることとなり免震機能を発揮できなくなるためである。
【００５７】
また、溝２４の外周側は、溝２４内からボールベアリング３０が外側に外れないように堤部２５が設けられている。本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、ボールベアリング受部材２２の側方をそのまま立ち上げて堤部２５が形成されている。
【００５８】
上記構成のボールベアリング受部材２２には、円形台部２３の上面側に常に建物取付部材１０側からかかる鉛直荷重を支えることができる程度の数のボールベアリング３０が存在させられている。
【００５９】
また、ボールベアリング３０の数は、上記要領で複数のボールベアリング３０の一部が円形台部２３から溝２４内に落ち込み、溝２４内の別のボールベアリング３０が円形台部２３側へ上がるようにして、ボールベアリング３０のかかる循環移動が確保できる隙間が発生する程度の数に設定しておく必要がある。
【００６０】
すなわち、ボールベアリング受部材２２内に入れるボールベアリング３０の数は、上記循環移動ができない程に、ボールベアリング３０が最密充填される程に入れてはいけない。
【００６１】
上記構成の免震装置Ａは、建物取付部材１０で建物本体側に、基礎取付部材２０で建物の基礎側にそれぞれ取付固定されることとなるが、このようにして建物に固定された本発明の免震装置Ａでは、ボールベアリング３０で鉛直荷重を支えて、建物本体を支持している。
【００６２】
地震発生時には、上記の如くボールベアリング３０で鉛直方向の荷重を支えるとともに、地震振動に合わせて、建物本体側と建物の基礎側との相対変位を促し免震機能を発揮することとなる。
【００６３】
地震時には、建物取付部材１０と基礎取付部材２０のボールベアリング受部材２２の円形台部２３との間に挟まれたボールベアリング３０は、相対変位に応じて円形台部２３上を転がる。
【００６４】
転がったボールベアリング３０は相対変位のほぼ変位方向に向かった側の円形台部２３の周縁側から、漸次円形台部２３の周囲に設けた環状の溝２４内に落ち込む。溝２４内に落ちたボールベアリング３０は、溝２４内の隙間のある側に押されて進む。
【００６５】
このようにして溝２４内では、円形台部２３から溝２４内にボールベアリング３０が落ち込んでくるので、それまで溝２４内にあったボールベアリング３０は漸次押され、ボールベアリング３０が落ち込んでこない側から、例えば、相対変位する方向のほぼ背面側からボールベアリング３０が溝２４内から円形台部２３上に上げられる。
【００６６】
このようにして円形台部２３上には、溝２４内に落ち込むボールベアリング３０の代わりに、別のボールベアリング３０が溝２４内から補充され、円形台部２３上には鉛直荷重を支えるのに十分な数のボールベアリング３０が存在するようになっている。
【００６７】
なお、本実施の形態の免震装置Ａでは、鉛直荷重を支持する建物取付部材１０、基礎取付部材２０、ボールベアリング３０などには、大きな応力が発生しても建物取付部材１０や基礎取付部材２０がボールベアリング３０で凹んだり、あるいはボールベアリング３０自体が破損したりしないように、シリコロイ（登録商標）として市販されている前述の析出硬化型高珪素ステンレス鋼を使用すればよい。
【００６８】
（実施の形態２）
本実施の形態の免震装置Ｂは、図２、３に示すように、建物取付部材５０と基礎取付部材６０との間に、ボールベアリング７１を有するボールベアリング保持部材７０が介在させられた構成となっている。
【００６９】
建物取付部材５０は、所定層厚の平板状に形成され、建物取付部材５０の上面５０ａ側を建物本体底面側にあてがって取付固定されるようになっている。建物取付部材５０の下面５０ｂの中央部には、鉛直下方に軸方向を向けたピン８０が設けられている。
【００７０】
ピン８０の先端側は略半球状に形成され、ボールベアリング保持部材７０の上面側に設けた曲率内面に形成されたピン受凹部７２内に軸回転可能に軸支されている。ピン８０がこのように軸支されているので、建物取付部材５０に対してボールベアリング保持部材７０は、ピン８０を回転軸として自在回転することができ、地震時の相対変位の際には、図３（ｂ）に示すように、建物取付部材５０と基礎取付部材６０との間に回転が発生しても対処できるようになっている。
【００７１】
ボールベアリング保持部材７０は、図２、３に示すように、ボールベアリング７１を回転可能に支持するベアリングボック７３と、ベアリングボックス７３を設けたベアリングボックスケース７４とから構成されている。
【００７２】
平断面円形に構成されたベアリングボックス７３は、図２、４に示すように、その底面側中央にベアリング受凹部７５が設けられ、このベアリング受凹部７５内に、ボールベアリング７１が、このボールベアリング７１より小さい径の小径ボールベアリング７６を介して円滑に回転できるように支持されている。
【００７３】
ベアリング受凹部７５内は、図４に示すように、ボールベアリング７１のほぼ半球部分が入るように構成され、曲率天井部７７の内面７７ａの周縁部は、曲率天井部７７に対してほぼ二重天井状になるように捲くれて小ボールベアリング７６の退避空間７５ａが形成されている。
【００７４】
退避空間７５ａは、小径ボールベアリング７６が一層入る程度の厚さの空間に構成され、大径のボールベアリング７１が嵌め込まれるベアリング受凹部７５内に連通させられている。なお、図４には、見やすいように小径ボールベアリング７６を破線表示で２個しか示していないが、実際には、図２に示すように、複数の小径ボールベアリング７６が介在させられている。
【００７５】
このようにして、小径ボールベアリング７６が、大径のボールベアリング７１とベアリング受凹部７５内の曲率天井部７７の内面７７ａとの間に介在させられているので、ボールベアリング７１が円滑に回転することができる。
【００７６】
また、小径ボールベアリング７６は、退避空間７５ａ内の上方に少しの残余空間を残した状態で上方に詰められており、この退避空間７５ａ部分に詰められた小径ボールベアリング７６の重みで、小径ボールベアリング７６を、ボールベアリング７１の上方球面と曲率天井部７７の内面７７ａとの間に介在させることができるようになっている。
【００７７】
このようにしてボールベアリング７１を回転可能に支持したベアリングボックス７３は３個独立に、図２、３に示すように、平断面正六角形に形成された所定層厚のベアリングボックスケース７４に設けられている。
【００７８】
ベアリングボックス７３をベアリングボックスケース７４に設けるに際しては、３個のベアリングボックス７３に設けたそれぞれのボールベアリング７１の重心を結んで正三角形ができるように配置され、さらに、かかる正三角形の重心位置が平面正六角形のベアリングボックスケース７４の重心位置の鉛直下にくるように設定されている。
【００７９】
また、建物取付部材５０に対してボールベアリング保持部材７０を前記要領で自在回転可能に支持するピン８０のピン受凹部７２も、ベアリングボックスケース７４の上面の中央位置、すなわち上記ベアリングボックスケース７４の重心位置の鉛直上方位置に設けられ、免震装置Ｂにおける鉛直荷重を支える重量バランスが崩れないように配慮されている。
【００８０】
このようにしてベアリングボックスケース７４に設けられた３個のベアリングボックス７３の３個のそれぞれのボールベアリング７１は、図２、３に示すように、基礎取付部材６０の上面６０ａ上に、３点位置で点接触するようにのせられ、基礎取付部材６０の上面６０ａ上を水平方向に転がるようになっている。基礎取付部材６０の下面６０ｂは、建物の基礎側にあてがって取付固定することができるようになっている。
【００８１】
上記構成の免震装置Ｂは、建物取付部材５０で建物本体側に、基礎取付部材６０で建物の基礎側にそれぞれ取付固定されることとなるが、鉛直荷重は３個の大径のボールベアリング７１で支え、且つ建物取付部材５０はピン受凹部７２での一点支持に構成されているので、基礎取付部材６０の上面６０ａ側に多少の凹凸があって平面度が悪くても、この凹凸になじんで安定して鉛直荷重の支持を行い、かつ上面６０ａに沿って回転を含んだ水平方向の相対変位に対応することができる。
【００８２】
また、本実施の形態の免震装置Ｂでは、鉛直荷重を支持する建物取付部材５０、基礎取付部材６０、ボールベアリング７１などには、大きな応力が発生しても基礎取付部材６０の上面６０ａがボールベアリング７１で凹んだり、あるいはボールベアリング７１、小径ボールベアリング７６自体が破損したりしないように、シリコロイ（登録商標）として市販されている前述の析出硬化型高珪素ステンレス鋼が使用されている。
【００８３】
なお、上記説明ではボールベアリング７１が小径ボールベアリング７６を介してベアリングボックス７３に設けられているが、ボールベアリング７１が支障ない程度に円滑に回転できるように構成すれば、例えば図５に示すように、小径ボールベアリング７６を介在させない構成でも一向に構わない。この場合も、図５に示すＹ−Ｙ線から矢視方向に見上げた様子は、図２と同様になる。
【００８４】
（実施の形態３）
本実施の形態の免震装置Ｃは、図６に示すように、上記実施の形態２で説明したボールベアリング保持部材７０とほぼ同様の構成のボールベアリング保持部材１００、１００’が２台互いに合わせられて、基礎取付部材１１０と建物取付部材１２０との間に介在させられた構造に構成されている。
【００８５】
上記ボールベアリング保持部材１００は、上記実施の形態２で説明した構成のボールベアリング７１を回転可能に支持したベアリングボックス７３と、このベアリングボックス７３を前記実施の形態２と同様に設けたベアリングボックスケース１０１とから構成されている。
【００８６】
ボールベアリング保持部材１００’は、上記ボールベアリング保持部材１００とは、小径ボールベアリング７６の受部７８が略碗型の曲率凹部に形成されている点が異なっている。
【００８７】
ベアリングボックスケース１０１の上面１０１ａ側には、前記実施の形態２のベアリングボックスケース７４に設けたと同様の要領で重心位置側に、ピン受凹部１３０設けられている。ピン受凹部１３０の凹部形状は、両端が半球状に形成されたピン１４０のそれぞれの一端側を回転可能に嵌めることができるように形成されている。
【００８８】
かかる構成の２台のボールベアリング保持部材１００、１００’が、図６に示すように、互いのベアリングボックスケース１０１の上面１０１ａ同士を上下に対面させた状態で、それぞれのピン受凹部１３０にピン１４０の両端側を上下に軸支させて連結されている。上下のボールベアリング保持部材１００、１００’は、このピン１４０を中心にして、それぞれ互いに自由回転することができる。かかる自由回転により、前述のように相対変位時に回転が発生しても対処することができる。
【００８９】
このようにして２台のボールベアリング保持部材１００、１００’が上下に連結された状態で、下方に連結されたボールベアリング保持部材１００側のボールベアリング７１は、基礎取付部材１１０の上面１１０ａ上にのせられている。
【００９０】
上方に連結されたボールベアリング保持部材１００’側のボールベアリング７１は上方を向けて設けられ、このボールベアリング７１の上に建物取付部材１２０の下面１２０ａがのせられている。
【００９１】
このように構成された本実施の形態の免震装置Ｃでは、地震発生時には、建物本体側に連結された建物取付部材１２０は、上に連結されたボールベアリング保持部材１００’側のボールベアリング７１が下面１２０ａに沿って転がることにより水平に移動し、建物の基礎に連結された基礎取付部材１１０は、下に連結されたボールベアリング保持部材１００側のボールベアリング７１が上面１１０ａに沿って転がり上記建物取付部材１２０とは反対方向に水平に移動するため、前記実施の形態２の構成の免震装置Ｂに比べて、同じ相対変位量を起こさせる外力に対して、水平方向の移動量を１／２に抑えることができるため、より一層の装置の小型化が図れる。
【００９２】
なお、本実施の形態の免震装置Ｃでも、鉛直荷重を支持する基礎取付部材１１０、建物取付部材１２０、ボールベアリング７１などには、大きな応力が発生しても基礎取付部材１１０の上面１１０ａ、建物取付部材１２０の下面１２０ａがボールベアリング７１で凹んだり、あるいはボールベアリング７１、小径ボールベアリング７６自体が破損したりしないように、シリコロイ（登録商標）として市販されている前述の析出硬化型高珪素ステンレス鋼が使用されている。
【００９３】
（実施の形態４）
本実施の形態の免震装置Ｄは、図７に示すように、前記実施の形態１で述べた免震装置Ａの機構と、前記実施の形態２で述べた免震装置Ｂの機構とをそれぞれ合わせ持つ構造に構成されている。
【００９４】
以下の説明では、前記実施の形態で述べたと同じ構成部分は、一部同一符合を使用して説明してある。
【００９５】
前記実施の形態１と同様に、建物取付部材１０の下面１０ｂ側には、ボールベアリング受部材２２との間に、ボールベアリング３０が介在させられている。
【００９６】
ボールベアリング受部材２２のボールベアリング３０を受ける側は、前記実施の形態１で述べたと同様の構成を有しており、円形台部２３、溝２４が設けられ、地震時の相対変位の際には、複数のボールベアリング３０の一部が溝２４内に落ち、その分溝２４内の他のボールベアリング３０が、円形台部２３に戻るように循環されるように構成されている。
【００９７】
かかる構成のボールベアリング受部材２２の下面２２ａ側には、本実施の形態では、その中央位置、すなわち重心位置には前記実施の形態３と同様のピン受凹部１３０が設けられている。
【００９８】
一方、基礎取付部材１１０の上面１１０ａ上には、図７に示すように、ボールベアリング保持部材１００のベアリングボックスケース１０１に設けたベアリングボックス７３のボールベアリング７１が移動可能にのせられている。ベアリングボックスケース１０１の上面側には、前記実施の形態３と同様にピン受凹部１３０が設けられている。
【００９９】
かかる構成のベアリングボックスケース１０１と、前記構成のボールベアリング受部材２２とが、それぞれのピン受凹部１３０との間にピン１４０を介在させて、前記実施の形態３と同様に、互いに自在回転できるように連結されている。そのため、前記実施の形態３と同様に、地震時の相対変位に際して回転が発生しても対処することができる。
【０１００】
かかる構成でも前記実施の形態３と同様に、前記実施の形態１、２の免震装置Ａ、Ｂに比べて、同じ相対変位を発生させる外力に対して、水平方向の移動量を１／２に抑えることができるため、より装置を小型化することができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態の免震装置Ｄでも、鉛直荷重を支持する建物取付部材１０、基礎取付部材１１０、ボールベアリング３０、７１、小径ボールベアリング７６に大きな応力が発生しても、建物取付部材１０の下面１０ｂ、基礎取付部材１１０の上面１１０ａがボールベアリング３０、７１で凹んだり、あるいはボールベアリング３０、７１、小径ボールベアリング７６自体が破損したりしないように、シリコロイ（登録商標）として市販されている前述の析出硬化型高珪素ステンレス鋼が使用されている。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明では、建物取付部材と基礎取付部材との間に介在させるボールベアリングが退避部と建物取付部材と基礎取付部材との間を、地震時などの相対変位時に循環することができるため、大変形に追随することができる。
【０１０３】
本発明では、上記退避部を溝に構成することにより、簡単な構成で、ボールベアリングの退避部への移行、退避部からの復帰によるボールベアリングの循環運動を確保することができる。
【０１０４】
本発明では、析出硬化型高珪素ステンレス鋼をその構成部に使用しているので、装置自体を高硬化、高強度、靱性、耐蝕性、耐摩耗性、耐熱性に優れたものとすることができ、特に耐熱性により地震時に発生しやすい火災などで免震装置の免震機能が失われないようにすることができる。
【０１０５】
本発明では、免震装置の小型化を図ることができる。
【０１０６】
本発明では、建物取付部材と基礎取付部材の間に介在させるボールベアリングが、ボールベアリング保持部材に３個それぞれ回転可能に独立して保持されているので、ボールベアリングが基礎取付部材上に３点接触して、接触面に多少の凹凸などがあっても安定接触させて鉛直荷重を支えることができる。
【０１０７】
本発明では、ボールベアリング保持部材に保持されるボールベアリングが、間に小径ボールベアリングを介在させて保持されているので、基礎取付部材に接触するボールベアリングが非常に小さい摩擦係数で転がることができる。
【０１０８】
本発明では、建物取付側に接触させるボールベアリングを有するボールベアリング保持部材と、基礎取付側に接触させるボールベアリングを有するボールベアリング保持部材とが２段に重ねられた構成になっているので、一段構成の場合に比べて、同じ外力に対して相対変位量を１／２にすることができ、免震装置の小型が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の免震装置の一実施の形態を示す正面図である。（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘで示す矢視方向に見た場合の平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の免震装置をボールベアリング側から見上げた状態を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、図２に示す免震装置を、図２に示すＹ−Ｙで示す矢視方向に切断した断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す免震装置の回転時の様子を示す断面図である。
【図４】ベアリングボックスの断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態の免震装置を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の免震装置を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態の免震装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 建物取付部材
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
２０ 基礎取付部材
２１ 平板部材
２１ａ 上面
２１ｂ 下面
２２ ボールベアリング受部材
２２ａ 下面
２３ 円形台部
２４ 溝
２５ 堤部
３０ ボールベアリング
５０ 建物取付部材
６０ 基礎取付部材
７０ ボールベアリング保持部材
７１ ボールベアリング
７２ ピン受凹部
７３ ベアリングボックス
７４ ベアリングボックスケース
７５ ベアリング受凹部
７６ 小径ボールベアリング
７７ 曲率天井部
７７ａ 内面
７８ 受部
８０ ピン
１００ ボールベアリング保持部材
１００’ ボールベアリング保持部材
１０１ ベアリングボックスケース
１１０ 基礎取付部材
１１０ａ 上面
１１０ｂ 下面
１２０ 建物取付部材
１２０ａ 下面
１２０ｂ 上面
１３０ ピン受凹部
１４０ ピン

Claims (3)

1. 建物と建物の基礎との間に設ける免震装置であって、
   前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、
   前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、
   前記建物取付部材と前記基礎取付部材との間に介在させる複数のボールベアリングと、
   前記基礎取付部材側に設けた前記ボールベアリングの退避部とを有し、
   前記建物取付部材と前記基礎取付部材とが前記ボールベアリングを介して相対変位する際に、前記複数のボールベアリングの一部が、前記建物取付部材、前記基礎取付部材間と、前記退避部との間を循環するように構成され、
   前記退避部は、前記基礎取付部材上の前記ボールベアリングを建物取付部材との間に介在させる部分の周囲に、前記ボールベアリングの落ち込み、押し上げが可能な溝に形成されていることを特徴とする免震装置。
2. 建物と建物の基礎との間に設ける免震装置であって、
   前記免震装置を前記建物に固定する建物取付部材と、
   前記建物取付部材を支持するボールベアリングを受けるボールベアリング受部材と、
   前記ボールベアリング受部材に設けた前記ボールベアリング用の退避部と、
   前記免震装置を前記基礎に固定する基礎取付部材と、
   前記基礎取付部材上にのせられた３個のボールベアリングを、それぞれ回転可能に独立して保持するボールベアリング保持部材とを有し、
   前記ボールベアリング受部材と前記ボールベアリング保持部材とが、互いに回転可能に連結され、
   前記建物取付部材と前記基礎取付部材とが相対変位する際に、前記ボールベアリング受部材側のボールベアリングの一部が、前記建物取付部材、前記ボールベアリング受部材間と、前記退避部との間を循環するように構成され、
   前記退避部は、前記基礎取付部材上の前記ボールベアリングを建物取付部材との間に介在させる部分の周囲に、前記ボールベアリングの落ち込み、押し上げが可能な溝に形成されていることを特徴とする免震装置。
3. 請求項１また２に記載の免震装置において、
   前記ボールベアリング、前記建物取付部材の前記ボールベアリングと接触する部分、前記基礎取付部材の前記ボールベアリングと接触する部分の少なくともいずれかが、析出硬化型高珪素ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする免震装置。

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