JPH10318328A

JPH10318328A - 免震装置

Info

Publication number: JPH10318328A
Application number: JP9126924A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Kawai; 伸泰川井; Kazuaki Shiki; 一顕志気
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd; Okumura Corp
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd; Okumura Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: US5934029A; JP3833779B2; ITTO980384A1

Abstract

(57)【要約】【課題】互いに偏心して固定された回転体を下部構造
物と中間板との間および中間板と上部構造物との間にそ
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、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免震装置
を提供する。【解決手段】４個の免震ユニットＵを床スラブ３４と
床板３２との間の四隅に設置する。各免震ユニットＵ
は、中間板４０と、中間板４０の下側で第１の方向に転
動可能な下側支持体と、中間板の上側で第２の方向に転
動可能な上側支持体とを備える。上側支持体と下側支持
体はそれぞれ、互いに偏心したローラを有している。４
個の免震ユニットＵの中間板４０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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに偏心した回
転体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Ｐ
₂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
固定された回転体を下部構造物と中間板との間および中
間板と上部構造物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上部構造
物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、中間板と、上記中間板と下
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、上記中間板と上部構造物との間に設けら
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下回転体と第１上回転体とを有し、上
記第１下回転体または上記第１上回転体の少なくとも一
方は２個あり、上記第１下回転体は上記下部構造物に支
えられ、上記第１上回転体は上記中間体を支持し、上記
第１支持体の静止位置において、上記第１下回転体の回
転中心と上記第１上回転体の回転中心とは同一鉛直線上
にあり、かつ、上記第１下回転体の回転中心は上記第１
上回転体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下回転体と第２上
回転体とを有し、上記第２下回転体または上記第２上回
転体の少なくとも一方は２個あり、上記第２下回転体は
上記中間板に支えられ、上記第２上回転体は上記上部構
造物を支持し、上記第２支持体の静止位置において、上
記第２下回転体の回転中心と上記第２上回転体の回転中
心とは同一鉛直線上にあり、かつ、上記第２下回転体の
回転中心は上記第２上回転体の回転中心よりも上方に位
置している免震ユニットが、互いに離間して上記下部構
造物と上記上部構造物との間に少なくとも３個配置さ
れ、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下回転体の回転中心と中間板
を支持する第１上回転体の回転中心とが同一鉛直線上に
あり、かつ、上記第１上回転体の回転中心が第１上回転
体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下回転体
の回転中心と上部構造物を支持する第２上回転体の回転
中心とが同一鉛直線上にあり、かつ、上記第２上回転体
の回転中心が第２下回転体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、
上部構造物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下回転体がそ
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下回転体に固定され
ている第１上回転体も同時に転がっていく。このとき、
第１上回転体の回転中心は、第１下回転体の回転中心の
回りを旋回するので、第１上回転体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上回転体の回転中
心は第１下回転体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上回転体の中間板
との接触点には、この第１上回転体の回転中心を通る鉛
直線と第１下回転体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、上部構造物
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上回転体の回転
中心が第１下回転体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下回転体がその回転中心の
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下回転体に固定されている第２上回転
体も同時に転がっていく。このとき、第２上回転体はそ
の回転が進むに従って第２下回転体に対して上昇するた
め、上部構造物が傾斜する。

【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上回転体と上部構造物との接
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、上部構造物も元の位置に復帰
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、上部構造物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、上部構造物の撓みが中間板の
傾動によって吸収される。上部構造物が中間板に当たる
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
上部構造物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、支持すべき上部構造物の面積に
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、上記第１
下回転体と第１上回転体、および、上記第２下回転体と
第２上回転体は、軸を介して互いに固定されている。

【００２４】上記第１下回転体と第１上回転体、およ
び、上記第２下回転体と第２上回転体は、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
回転体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３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上回転体
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下回転体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３６
０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上回転体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上回
転体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下回転体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下回転体の円周以上あ
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４に記載の免震装置においては、上
記第１支持体の第１下回転体および第１上回転体のう
ち、第１支持体両側において外側から２番目に位置する
回転体は、最も外側に位置する回転体に面する側の端面
間の距離が上記第２支持体の第２下回転体の円周以上で
あり、上記第２支持体の第２下回転体および第２上回転
体のうち、第２支持体両側において外側から２番目に位
置する回転体は、最も外側に位置する回転体に面する側
の端面間の距離が上記第１支持体の第１上回転体の円周
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下回転体が、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
回転体の外側端面（つまり最も外側に位置する回転体に
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上回転体が、第２支持体の外側から２番目
に位置する回転体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４の発明では、第１支持体両側にお
いて外側から２番目に位置する回転体の外側端面間の距
離を第２支持体の第２下回転体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
回転体の外側端面間の距離を第１支持体の第１上回転体
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５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
番目に位置する回転体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番目に位置する回転体の外
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
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支持体とのうちの少なくとも一方を複
数個備えている。また、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下回転体と上記第１
上回転体とをそれぞれ複数個有し、上記第２支持体も上
記第２下回転体と上記第２上回転体とをそれぞれ複数個
有している。

【００３４】請求項７の免震装置の場合も請求項８の免
震装置の場合も、上部構造物に対する支持力が増大す
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】

【発明の実施の形態】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３
４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１８
０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６
２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６
２、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６
３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５
２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５
３ａ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５
３、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５
０、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５
３、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下回転体と第１，第２上回転体として、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４
０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４
０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３
５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３
６ｂ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５０
Ｂ，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１
８０度まで回転させなくてもよい。また、上側支持体５
０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
回転体を有し第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、下回転体を有し第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、上部構造物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２の発明によれば、各免震ユニット
において、上記第１下回転体と第１上回転体、および、
上記第２下回転体と第２上回転体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３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上回転体の円周以上で
あることと、上記第２の方向の長さが上記第２下回転体
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４の発明によれば、上記第１支持体
の第１下回転体および第１上回転体のうち、第１支持体
両側において外側から２番目に位置する回転体は、最も
外側に位置する回転体に面する側の端面間の距離が上記
第２支持体の第２下回転体の円周以上であり、上記第２
支持体の第２下回転体および第２上回転体のうち、第２
支持体両側において外側から２番目に位置する回転体
は、最も外側に位置する回転体に面する側の端面間の距
離が上記第１支持体の第１上回転体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５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
回転体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番目に位置する回転体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】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つが上記第１支持体と第
２支持体とをそれぞれ複数個備えているので、上部構造
物に対する支持力を増大できる。

【００７４】請求項８の発明によれば、上記第１支持体
は上記第１下回転体と上記第１上回転体とをそれぞれ複
数個有し、上記第２支持体も上記第２下回転体と上記第
２上回転体とをそれぞれ複数個有しているので、請求項
７の免震装置の場合と同じように、上部構造物に対する
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、４
６…中間板転倒防止用ストッパー、５０，５０Ａ，５０
Ｂ…上側支持体（第２支持体）、５１…軸、５２…下ロ
ーラ（第２下回転体）、５３…上ローラ（第２上回転
体）、５３ａ…ローラの外側端面、６０，６０Ａ，６０
Ｂ…下側支持体（第１支持体）、６１…軸、６２…下ロ
ーラ（第１下回転体）、６３…上ローラ（第１上回転
体）、６３ａ…ローラの外側端面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中間板と、上記中間板と下部構造物との
間に設けられ、第１の方向に転動可能な第１支持体と、
上記中間板と上部構造物との間に設けられ、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下回転体と第１上回転体とを有し、上記第１下回転体
または上記第１上回転体の少なくとも一方は２個あり、
上記第１下回転体は上記下部構造物に支えられ、上記第
１上回転体は上記中間体を支持し、上記第１支持体の静
止位置において、上記第１下回転体の回転中心と上記第
１上回転体の回転中心とは同一鉛直線上にあり、かつ、
上記第１下回転体の回転中心は上記第１上回転体の回転
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下回転体と第２上回転体とを有
し、上記第２下回転体または上記第２上回転体の少なく
とも一方は２個あり、上記第２下回転体は上記中間板に
支えられ、上記第２上回転体は上記上部構造物を支持
し、上記第２支持体の静止位置において、上記第２下回
転体の回転中心と上記第２上回転体の回転中心とは同一
鉛直線上にあり、かつ、上記第２下回転体の回転中心は
上記第２上回転体の回転中心よりも上方に位置している
免震ユニットが、互いに離間して上記下部構造物と上記
上部構造物との間に少なくとも３個配置され、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、上記第１下回転体と第１上回転体および上記第２下回転
体と第２上回転体は、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３】請求項１または２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上回転
体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下回転体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、上記第１支持体の第１下回転体およ
び第１上回転体のうち、第１支持体両側において外側か
ら２番目に位置する回転体は、最も外側に位置する回転
体に面する側の端面間の距離が上記第２支持体の第２下
回転体の円周以上であり、上記第２支持体の第２下回転体および第２上回転体のう
ち、第２支持体両側において外側から２番目に位置する
回転体は、最も外側に位置する回転体に面する側の端面
間の距離が上記第１支持体の第１上回転体の円周以上で
あることを特徴とする免震装置。
【請求項５】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６】請求項１乃至５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支持体とのうち
の少なくとも一方を複数個備えてい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下回転体
と上記第１上回転体とをそれぞれ複数個有し、上記第２
支持体も上記第２下回転体と上記第２上回転体とをそれ
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。