JPH0646059B2 - 免震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種建築物の基礎や建築物内の床あるいは各
種の装置類又は物品類を、地震その他の振動から保護し
つつ支持する免震装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来免震装置としては、床を支えるものは、基本的に、
板材の下部に脚を構成し、これらの脚の下端にゴム類を
取付けた構成のそれが提案されている。

またビルディング等の免震装置としては、基礎と構造物
の間に積層ゴムで構成した弾性材を配置したものがあ
る。

基礎そのものを支える免震装置は提案されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 前者は、床と一体になったもので、自由に様々な対象な
免震のために用いることは出来ない。更に機構上、水平
方向及び垂直方向のいずれに対しても免震作用が充分な
ものとはいい難い。

また後者も同様に種々の対象に自由に応用できるもので
はないし、免震作用は充分ではない。

本発明は、建築物の床の他、建築物の基礎そのものの支
持、あるいはその他の各種物品又は装置類等の様々な要
免震対象に、容易に、これを支持しつつ水平方向及び垂
直方向のいずれに対しても高度な免震作用を与え得る装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成の要旨とするところは、 ベース板と上板とを対面状態に配置し、 上記ベース板又は上板の一方の内面に、規制円筒体をそ
の一端でスライド自在に接合し、他方の内面に、先端の
規制小径部が上記規制円筒体の内側に挿入されるように
弾性柱を突設し、 更に上記規制円筒体の外周と、これより大径の同心円上
に位置する部材との間に、上記規制円筒体の放射方向へ
のスライド移動を許容しつつ位置保持するバネ部材を配
し、 かつ上記規制円筒体をスライド自在に接合した上記ベー
ス板又は上板の内面に弾性台を突設し、上記弾性台の台
面を、上記規制円筒体を接合しないベース板又は上板の
内面にスライド自在に接合させた免震装置である。

上記上板は、これに免震対象を接合する等により、この
免震装置を免震対象に結合する手段である。上記免震対
象としては、各種建築物の基礎や建築物内の床あるいは
各種の装置類又は物品を挙げることができる。更に装置
類又は物品としてはコンピュータ等がある。

上記ベース板は、免震対象を支持するための基礎的部分
に固定するための板状部材である。例えば、床を支持す
る場合は床下地上に配設し、コンピュータのような装置
類を支持する場合は床上に配設し、更に建築物の基礎を
支持する場合は、その下方の地盤上に構成して上記基礎
を支持する基盤となる構造上に、各々配設する板状部材
である。上記ベース板は、いずれにしても免震対象を支
える免震装置の基盤となる構成のことである。

上記規制円筒体は、上記のように、ベース板又は上板の
内面にスライド自在に配設するもので、一個の円筒体で
構成しても、複数の径の異なる円筒体により複数重構造
に構成しても良い。

上記規制円筒体は、その一端に、各々上記ベース板又は
上板の一方の内面とスライド自在に接合する鍔部を構成
し、他端には上記弾性柱の規制小径部の周囲に位置する
肩部とスライド自在に接合することのある鍔部を構成す
るのが好ましい。

また上記規制円筒体の内径は、第一段階として、地震等
の振動による弾性柱の相対的な水平放射方向の揺動移動
範囲（ベース板と上板との相対的な水平放射方向の揺動
移動範囲）を規制するのに適当な径にするのが良い。通
常、この径は、比較的頻繁に生じる地震による水平方向
の振幅程度に定めるのが適当である。勿論これに限定さ
れない。規制円筒体を複数重に構成する場合は最内方の
円筒体の径は、かなり小さく構成することができる。

なおついでにこれ以上相対的に弾性柱が動く場合につい
て説明すると、その結果、弾性柱の規制小径部が規制円
筒体の内周に係合し、規制円筒体もまた規制小径部とと
もにバネ部材に抗してスライド移動するようになる。

更に規制円筒体を、後に詳しく説明したように、複数重
構造に構成した場合についても説明すると、上記の外
に、規制円筒体内部で、上記の作用が行なわれる。即
ち、最内方の円筒体の内側で弾性柱は自由にスライド移
動し、これを越える放射方向の移動は最内方の円筒体の
縁に規制小径部が係合してその円筒体と共にその外側の
介在バネ部材の規制を受けつつ揺動移動し、最内方の円
筒体が更に大きな放射方向とスライド移動によりその外
側の円筒体に接触するようになるとその円筒体にも同様
の動きが生じることになるという訳である。こうして最
外方の円筒体にも同様の動きが生じると、これは先に説
明した規制円筒体の動きそのものになる訳である。

ところで上記規制円筒体と、前記弾性台との位置関係
は、予想される最大の地震に於いて、水平放射方向の揺
動に際して、上記規制円筒体の外周が、上記弾性台に容
易に接触することのないように、十分に間隔の余裕を持
たせて決定するべきである。

更に、前記のように規制円筒体を、複数の円筒体による
複数重構造に構成する場合は、内外の円筒体は、各々そ
の直近内側の円筒体を外側の円筒体の内側で放射方向に
スライド自在に移動し得るように、その間に配した介在
バネ部材により位置決め保持するように構成する。した
がって上記介在バネ部材は、内側のそれほど弾力性の弱
いものを使用する訳である。

上記弾性柱は、例えば、合成ゴムを主材として円柱状に
構成する。上記規制小径部は、例えば、金属製とし、そ
の基部に円形鍔を構成して、これを上記弾性柱の先端に
接合固着することで規制小径部を弾性柱の先端に配設す
ることとするのが適当である。

前記規制円筒体をスライド自在に位置保持するバネ部材
は放射方向にできるだけ小角度間隔で多数配するのが適
当である。バネの種類は問わない。

また前記弾性台は、ベース板又は上板の内面から立ち上
げ、その上部には合成ゴムを主材とする弾性材を配し、
その台面は滑面に構成する。必要に応じて台面にはスラ
イド板を配する。この弾性台は、例えば、上記規制円筒
体と同心円状の空間を開けてその外側に構成する。

ところで上記弾性台及び弾性柱の一部を構成する合成ゴ
ムは特定の材質に限定されるものではないが、それぞれ
の横断面の面積等と考え合わせつつ適当な弾力性を有す
るものとする。適当な段階区分で種々の弾力性のそれを
用意し、これが支持する免震対象の重量等に応じて使い
分けるのが適当である。

なお必要に応じて上板とベース板を結合する伸縮性の非
常に良好な弾性結合部材を用意し、これにより上記上板
とベース板を適宜結合し得るようにするのが好ましい。

［作用］ 本発明は、以上のように構成したので、複数のそれを用
いて、各種の建築物に於いて、その内部の床を支持し、
あるいは建築物の基礎それ自体を支持して地震その他の
揺れを減衰させ、又は各種装置類あるいは種々の物品を
支持して地震その他の揺れを減衰させ、上記免震対象を
保護するために使用することができる。

この免震装置で、上記種々の免震対象を支持する場合
は、上板を免震対象に取付け、ベース板を支持基盤上に
設置する。床を支持する場合等には上板を床板の一部と
兼用することとしても良い。

免震対象は、上記のように、この免震装置を所定の位置
に設置して、その上に載せる、または上板に固設する、
あるいは上板をその一部として構成する、等によりセッ
トするだけで良い。

このようにセットすると、地震等により床下地等の支持
基盤に振動が伝達した場合に、非常に効率的に免震作用
を行なうことができる。

例えば、比較的小さな地震であって、水平方向の揺れが
主たる揺動成分である場合にはベース板に伝達した揺動
に応じて、上板又はベース板の内面と弾性台の台面とが
相対的に自由にスライドし、かつ上記弾性柱の端部の規
制小径部も、同様に相対的に規制円筒体の内側を全く自
由に移動し得るため、ほぼ完全に免震効果を得ることが
できる。

また揺動が大きくなり、上記弾性柱の規制小径部が、そ
の運動により上記規制円筒体の内周に接触するに至った
場合には、上記規制円筒体もまたこれを位置保持するバ
ネ部材に抗して上記規制小径部と共に、放射方向に相対
的スライド移動し、免震効果を得ることができる。

こうして揺動の小さい場合には、殆ど規制のない弾性台
と上板又はベース板との相対的スライド運動により、大
きい場合には、同様なスライド運動に加えて、弾性柱の
規制小径部が係合した規制円筒体のバネ部材に抗するス
ライド運動により効果的な免震作用が行なわれ得る。

また上下方向の振動に対しては、弾性台の弾力性により
免震作用を確保することができる。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

これは床板を支持する場合の例であり、床部材に組み込
んだタイプのものである。

第１図及び第２図に示したように、平面正方形のベース
板１の中央に円形平面部２を、四隅に上記円形平面部２
と同一径の1/4円形平面部３、３…を残して弾性台４を
立ち上げ構成する。上記弾性台４は、その高さ方向途中
から上端直下まで弾性材５で構成し、上端にはその上面
を滑面に構成したプラスチック板６を貼付する。なお上
記弾性材はクロロプレン系の合成ゴムを採用し、その弾
性及び剛性は、この例では、床板の支持のために適当な
程度に定めた。

上記ベース板１の中央の円形平面部２には、規制円筒体
７を直立させた状態でスライド自在に配置する。上記規
制円筒体７は、第１図に示したように、その上端及び下
端にそれぞれ外方に張出す鍔部７a、７bを構成し、各々
その上面と下面を滑面に構成する。また上記規制円筒体
７の外周には、特に第２図に示したように、放射方向４
５度の角度間隔で、上記弾性台４の立ち上げ部との間に
相互を接続するコイルバネ８、８…を配し、上記規制円
筒体７を、特に外力が働かない限り、円形平面部２の中
央部に位置保持させるようにする。

他方上記ベース板１には、これと平面同一寸法の正方形
の上板９を対面させる。この上板９は、この例では、床
板の基板として用いるものとし、その上面に化粧材１０
を貼付する。

また上記上板９の下面中央には、第１図に示したよう
に、弾性柱１１を垂下固設し、その下端からは更に規制
小径部１２を垂下させる。上記規制小径部１２は、金属
により円形鍔の中央から棒状体を垂下させた形状に構成
し、これを上記弾性柱１１の下面に結合したものであ
る。

なお上記上板９の下面は滑面ひ構成し、前記弾性台４の
上端のプラスチック板６の上面とスライド自在に接合さ
せ、かつ上記弾性柱１１の下端肩部、即ち上記円形鍔の
下面は、その放射方向への移動の際に前記規制円筒体７
の上端の鍔部７a上にスライド自在に接合するようにす
る。

ところで上記弾性柱１１は、上記弾性台４と同様に、そ
の本体部分をクロロプレン系の合成ゴムにより成形した
ものである。

なお前記1/4円形平面部３、３…の各隅部及び上板９の
隅部とはコイルバネ１３で相互を接続する。これらのコ
イルバネ１３、１３…は、非常に弾力性が弱く、かつ非
常に伸縮性が良好なものを採用する。

この実施例では、以上のように構成したので、地震その
他の揺れを減衰させることのできる床として各種の建築
物に使用することができる。

しかしてこの例の場合は、免震装置を床部材に組み込ん
だ構造としたので、要設置領域に床下地１４を構成し、
その上に必要数の床部材を配列すれば良い。

なお上記床部材は、設置領域の外縁、即ち、部屋の周壁
から若干の幅には、設置しない部分を残し、この位置に
クッション部材を挿入配設することとする。

しかして上記領域には、上記免震装置を組み込んだ床部
材により極めて簡単に床が構成される。

また上記のようにこれらの床部材には免震装置が組み込
んであるので、地震等により床下地１４に振動が伝達し
た場合には、非常に効率的に免震作用を行なうことがで
きる。

即ち、比較的小さな地震であって、水平方向の揺れが主
たる揺れ成分である場合には、床下地１４に伝達した揺
動に応じて、上板９の下面と弾性台４のプラスチック板
６の上面とが相対的に自由にスライド移動し、かつ上記
弾性柱１１の規制小径部１２も、前記規制円筒体７の内
側を相対的に自由に移動し、殆ど規制を受けない。した
がってこの程度の揺動の場合にはほぼ完全に免震効果を
得ることができる。

また揺動が大きくなり、上記弾性柱１１の規制小径部１
２がその運動により上記規制円筒体７の内周に接触する
に至った場合には、上記規制円筒体７もまたコイルバネ
８、８…に抗して、規制小径部１２と共に上記ベース板
１の円形平面部２上を放射方向にスライド運動するに至
る。したがってこのように規制円筒体７の直径を越える
揺動が生じた場合には、規制円筒体７の移動可能な範囲
までコイルバネ８、８…による若干の規制を受けながら
スライド移動をすることができる。

こうして揺動の小さい場合には殆ど規制のない弾性台４
のプラスチック板６と上板９とのスライド運動により、
また大きい場合には、上記と同一のスライド運動ととも
に、コイルバネ８、８…による若干の規制を受けつつ規
制円筒体７が規制小径部１２とともに移動することによ
り、効果的な免震作用が行なわれ得る。

なおまた弾性柱１１以上の部材は、地震等による揺動に
より位置からずれた場合にも、規制円筒体７がコイルバ
ネ８、８…により中心位置に戻るので、少なくともその
範囲内までは確実に戻るものである。

また上下方向の振動に対しては、弾性台４の弾性材５の
弾力性により免震作用を確保することができる。

また前記コイルバネ１３、１３…はベース板４と上板９
との分離を妨げる作用を有している。

次に第３図に基づいて規制円筒体２７の他の例を略述す
る。

上記規制円筒体２７は、径の異なる二個の円筒体２７
a、２７bによって二重構造に構成し、内外の円筒体２７
a、２７bの間には相互に中心軸が一致するようにその間
に配設した介在バネ部材２８、２８…により位置保持し
つつ結合したものである。上記介在バネ部材２８、２８
…は放射方向各４５゜の定角度間隔で配設するものであ
る。なお各円筒体２７a、２７bの上下端には鍔部２９a
、２９b を構成する。

この規制円筒体２７は、先に説明した規制円筒体７と同
様に用いられ、ベース板２１の円形平面部の上面にスラ
イド自在に配設し、弾性台の立ち上げ部途中と、規制円
筒体２７の外側の円筒体２７b との間に相互を接続する
コイルバネ３８、３８…を配設する。これらのコイルバ
ネ３８、３８…もまた等角度間隔で配設する。

更に上板３０の下面中央から垂下した弾性柱３１の規制
小径部３２を上記規制円筒体２７の内方の円筒体２７a
の内側に挿入する。このとき弾性柱３１の肩部３３を上
記規制円筒体２７の内側の円筒体２７a の上端の鍔部２
９a にスライド自在に接合させる。

なお上記介在バネ部材２８、２８…は上記コイルバネ３
８、３８…より弾力の弱いものを使用する。

しかしてベース板２１側に水平方向の揺動が伝達した場
合には、それが小さなものであれば、弾性柱３１の相対
的な揺動、即ち規制小径部３２の揺動は上記内方の円筒
体２７a の内側にとどまり、図示していない弾性台の上
面と上板３０の下面との自由なスライド運動が行なわ
れ、ほぼ完全な免震作用を確保できる。

上記規制小径部３２の相対的な揺動が上記内方の円筒体
２７a の内側を越えるに至る揺動がベース板２１に伝達
した場合には、上記円筒体２７a の縁に上記規制小径部
３２が係合してその円筒体２７a と共にその外側の介在
バネ部材２８、２８…の規制を受けつつ揺動移動し、内
方の円筒体２７a が更に大きな放射方向のスライド移動
により外側の円筒体２７b に接触するようになるとその
円筒体２７b にも同様の動きが生じることになる。外方
の円筒体２７b の動きは、先に説明した規制円筒体７の
動きそのものになるので説明を省略する。

こうして第一段階の小さな揺動は、規制なくほぼ完全
に、少し大きな第二段階の揺動は、規制円筒体２７内の
介在バネ部材２８、２８の弾力性に若干規制されつつ、
そして更に大きな第三段階の揺動は、外側のコイルバネ
３８、３８…により規制されつつ免震効果を得ることが
できるものである。

この例の場合は内側の円筒体２７a の径を小さくできる
ので、振動がおさまった後、規制小径部３２は、一層中
央部に戻されやすくなる。しかして上板３０のズレが残
り難い。

［発明の効果］ 本発明によれば、建築物の床や、基礎を容易に支持し
得、地震その他の振動が生じた場合、これより上部に位
置する部材に対して、振動又は揺動等を、大幅に遮断す
る免震作用を付与することができる。特に上下相互のス
ライド運動による免震作用、規制円筒体の移動を弾力的
に規制するバネ部材及び規制円筒体が複数重構造である
場合は各内部の円筒体の移動を弾力的に規制する介在バ
ネ部材の免震作用を組み合わせて、極めて減衰率の大き
な免震装置を得たものである。

更に上板側の振動終了後の原位置への戻りを良好にした
ものである。

上下方向の振動に対する免震効果も確保できたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示したもので、第１図は床部材
に組み込んだ状態の免震装置の概略断面図、第２図は第
１図の状態から上板及びこれに結合している要素を取り
去った状態の概略平面図、第３図は規制円筒体の他の例
を示す断面部分図である。 １、２１……ベース板、２……円形平面部、３……1/4
円形平面部、４……弾性台、５……弾性材、６……プラ
スチック板、７、２７……規制円筒体、７a 、７b 、２
９a 、２９b ……鍔部、８、３８…コイルバネ、９、３
０……上板、１０……化粧材、１１、３１……弾性柱、
１２、３２……規制小径部、１３……コイルバネ、１４
……床下地、２７a 、２７b ……円筒体、２８……介在
バネ部材、３３……肩部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース板と上板とを対面状態に配置し、 上記ベース板又は上板の一方の内面に、規制円筒体をそ
   の一端でスライド自在に接合し、他方の内面に、先端の
   規制小径部が上記規制円筒体の内側に挿入されるように
   弾性柱を突設し、 更に上記規制円筒体の外周と、これより大径の同心円上
   に位置する部材との間に、上記規制円筒体の放射方向へ
   スライド移動を許容しつつ位置保持するバネ部材を配
   し、 かつ上記規制円筒体をスライド自在に接合した上記ベー
   ス板又は上板の内面に弾性台を突設し、上記弾性台の台
   面を、上記規制円筒体を接合しないベース板又は上板の
   内面にスライド自在に接合させた免震装置。
2. 【請求項２】上記規制円筒体を、平面から見て同心円状
   の径の異なる複数の円筒体による複数重構造に構成し、
   各々内方の円筒体を直近外方の円筒体の内側にその放射
   方向へのスライド移動を許容しつつ内外の各円筒体間に
   配された介在バネ部材により位置決め保持した請求項１
   記載の免震装置。
3. 【請求項３】上記規制円筒体の上下端に、鍔部を構成し
   た請求項１記載の免震装置。
4. 【請求項４】上記弾性台の上記ベース板又は上板の内面
   に接合する台面に、スライド板を接合固定した請求項１
   記載の免震装置。