JPH08270254A - 三次元免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の水平方向及び上下方向の双方に作用す
る震動や衝撃を吸震できる三次元免震装置を提供する。 【構成】 ケーシング３の内底部に縦揺れ免震手段５を
設け、その上方に横揺れ免震手段７を載置する。縦揺れ
免震手段５は上下方向の震動及び衝撃を吸収するための
複数の吸震要素５１を備える。横揺れ免震手段７は、横
揺れ吸震容器７１内に横揺れ免震ブロック７３を任意の
水平方向に移動可能に支持し、吸震間隙７５に多数の緩
衝用弾性ボール１３を収容することにより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築物に配設して地震
等による震動及び衝撃を吸震するための三次元免震装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地震は任意の水平方向と上下方
向の震動や衝撃を複合したものであり、特に水平方向の
震動に関しては、いずれの方向に震動するかは予測がつ
かないものである。そのため、地震から建築物を守るに
は、それら任意の水平方向及び上下方向の双方の震動に
対応した免震装置が必要となる。従来の免震装置は、水
平方向の震動に対しては、特定の水平方向の震動にのみ
対応しているのが通例であり、簡単な構造の装置によ
り、任意の水平方向及び上下方向、即ち、三次元的な震
動及び衝撃を吸震することができるような免震装置が望
まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、地震等の任意の水平方向及び上下方向の双方に作用
する震動や衝撃を、簡単な構造の装置で吸震することが
できるような三次元免震装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の三次元免震装置は、建物基礎部に固定する
ケーシングの内底部に縦揺れ免震手段を設け、その上方
に横揺れ免震手段を載置することにより構成され、上記
縦揺れ免震手段は、上下方向の震動及び衝撃を吸収する
ための弾性部材を備えたものとし、上記横揺れ免震手段
は、上端開放の横揺れ吸震容器内に、建物を支持する横
揺れ免震ブロックを、周囲に吸震間隙を介在させて任意
の水平方向に移動可能に支持するとともに、上記容器と
横揺れ免震ブロックとの間の吸震間隙に多数の緩衝用弾
性ボールを収容することにより構成したことを特徴とす
るものである。

【０００５】上記横揺れ免震手段における横揺れ免震ブ
ロックを、その中心から放射状に延びる多数の凸部を有
するものとし、該凸部間に緩衝用弾性ボールを保持する
保持空間を形成するのが望ましく、また、上記縦揺れ免
震手段における弾性部材の構成としては、金属板と複数
の孔を有する弾性板とを交互に積層した吸震要素を上記
ケーシングの内底部に複数配列するのが望ましい。

【０００６】

【作用】上記構成を有する三次元免震装置は、建物基礎
部に配設して建物を支持させるもので、上記横揺れ免震
手段及び縦揺れ免震手段が、それぞれ水平方向及び上下
方向の震動を吸震する。

【０００７】上記横揺れ免震手段においては、上記横揺
れ免震ブロックを、周囲に吸震間隙を介在させて任意の
水平方向に移動可能に支持し、且つその吸震間隙に多数
の緩衝用弾性ボールを収容することにより、任意の水平
方向への震動を吸震するとともに、原位置への復帰力を
発生させることが可能になる。このとき、上記横揺れ免
震ブロックを、その中心から放射状に延びる多数の凸部
を有するものとし、その凸部間に緩衝用弾性ボールを保
持するための保持空間を形成することにより、上記容器
内において上記弾性ボールが偏るのを防止して、上記凸
部における保持空間に均等に該弾性ボールを保持し、延
いては、任意の水平方向の震動に対して均等に吸震が作
用する。

【０００８】さらに、上記縦揺れ免震手段においては、
上記吸震要素を、金属板と複数の孔を有する弾性板とを
交互に積層した弾性部材からなるものとして、該吸震要
素の複数を上記ケーシングの内底部に配列することによ
り、上記弾性板の孔を圧縮された弾性板素材の逃げ代と
して、上下方向の震動及び衝撃が効率よく吸震される。

【０００９】

【実施例】図１乃至図３は、本発明にかかる三次元免震
措置の一実施例を示すものであり、この三次元免震装置
１は、概略的には、ケーシング３の内底部に縦揺れ免震
手段５を設け、その上方に横揺れ免震手段７を載置する
ことにより構成され、該横揺れ免震手段７における後述
の横揺れ免震ブロック７３にフランジ接続された支柱９
が建物の基礎板Ａの下面に接合されている。

【００１０】上記ケーシング３は、図１に示すように、
ステンレス等の金属により上端開放の略円筒状に形成さ
れたケーシング本体３１に、その内底部及び内周壁に嵌
入又は緩嵌する上端開放のインナーケース３２を装入し
てなり、該インナーケース３２の底部の下方には、上記
縦揺れ免震手段５を支持するための複数の支持容器３３
が凹設され、上記ケーシング本体３１の底部を貫通して
下方に突出している。また、上記ケーシング本体３１の
上面には、ステンレス等の金属で円板状に形成された蓋
板３４が、上記ケーシング本体３１の上面の任意の水平
方向に移動可能に設けられ、該蓋板３４の中心には、上
記支柱９を遊嵌させる貫通孔３４ａが穿設されている。
さらに、上記ケーシング本体３１の底面には、コンクリ
ートからなる建物基礎部Ｂに固定するためのフランジ部
３５が、該ケーシング本体３１に周設されている。

【００１１】上記縦揺れ免震手段５は、図１及び図２に
示すように、上記ケーシング３の内底部に上下方向の震
動及び衝撃を吸収するための弾性部材からなる複数の吸
震要素５１を配列することにより構成したもので、該吸
震要素５１を形成する弾性部材は、ステンレス等の金属
により円形に形成された積層金属板５５と、ゴムや合成
樹脂等の弾性材から形成され、上記積層金属板５５と同
形状で且つ複数の孔５７ａが穿設されてなる積層弾性板
５７との多数を交互に積層して、その中心にステンレス
等の金属材からなる中心軸５９を軸方向に嵌入すること
により形成されている。この中心軸５９は、最上段の積
層金属板５５及び積層弾性板５７には固定するが、他の
積層金属板５５及び積層弾性板５７には固定していな
い。そして、上記吸震要素５１の上記インナーケース３
２内における水平方向の個別的な移動を制限するため、
上記吸震要素５１の中心軸５９は、上記インナーケース
３２の底部における上記支持容器３３内に遊嵌させ、上
記積層金属板５５及び積層弾性板５７の積層部分の最下
面を上記インナーケース３２の内底部に載置して、さら
に、上記吸震要素５１の上方に若干突出する上記中心軸
５９の先端を、該吸震要素５１の上面に載置された支持
板１１の支持穴１１ａに嵌入して支持させることにより
上記ケーシング本体３１内に配設している。上記支持容
器３３内には、上記中心軸５９の上下方向及び水平方向
の震動や衝撃を吸収するための、ゴムや合成樹脂等の弾
性材からなる多数の、大小の緩衝用弾性ボール１３が収
容されている。

【００１２】上記横揺れ免震手段７は、図１及び図３に
示すように、基本的には、上記支持板１１上に載置され
た上端開放の横揺れ吸震容器７１内に、建物の基礎板Ａ
を保持する支柱９をフランジ接続してなる横揺れ免震ブ
ロック７３を、周囲に吸震間隙７５を介在させて任意の
水平方向に移動可能に収容するとともに、その吸震間隙
７５に、ゴムや合成樹脂等の弾性材からなる多数の、大
小の緩衝用弾性ボール１３を収容することにより構成さ
れている。

【００１３】上記横揺れ吸震容器７１は、ステンレス等
の金属材により上端開放の略円筒形に形成され、上記縦
揺れ免震手段５における吸震要素５１の上方において、
上記インナーケース３２に上下摺動可能として、上記支
持板１１上に載置されており、上記横揺れ吸震容器７１
の内底部には、上記横揺れ免震ブロック７３の任意の水
平方向への移動を円滑化するための多数のベアリング７
９が敷設されている。また、上記横揺れ吸震容器７１の
上面には、上記緩衝用弾性ボール１３の脱出を防止する
ためのステンレス等の金属材で円板状に形成された蓋板
８１が、上記横揺れ吸震容器７１の上面の任意の水平方
向に移動可能に設けられ、該蓋板８１の中心には、上記
横揺れ免震ブロック７３に接続された支柱９を軸方向に
摺動可能に貫通させる貫通孔８１ａが穿設されている。

【００１４】上記横揺れ免震ブロック７３は、その上面
側の中心に凹設された支持凹部７３ａに上記支柱９の下
端をフランジ接続してなり、その周面には放射状に延び
る多数の凸部７３ｂが突設されており、それらの間に
は、緩衝用弾性ボール１３を保持するための保持空間７
３ｃが形成されている。また、上記多数の凸部７３ｂの
先端には、該凸部７３ｂと上記横揺れ吸震容器７１の内
周壁や上記緩衝用弾性ボール１３との衝突時における衝
撃を吸収するためのゴムや合成樹脂等の弾性材からなる
緩衝シート７３ｄが貼着されている。

【００１５】なお、上記横揺れ免震ブロック７３が上記
横揺れ吸震容器７１の内周壁へ衝突した際の衝撃を吸収
させるために、図１及び図３に示すように、上記横揺れ
吸震容器７１の内周壁にステンレス等の金属板とゴムや
合成樹脂等の弾性材からなる弾性板とを交互に積層して
なる緩衝壁７１ａを形成するのが望ましい。

【００１６】上記大小の緩衝用弾性ボール１３は、それ
ぞれゴムまたは軟質の合成樹脂から形成されており、上
記横揺れ吸震容器７１内の免震ブロック７３の周囲の吸
震間隙７５及びその周面の保持空間７３ｃ内に万遍なく
充填されている。また、上記横揺れ免震ブロック７３の
上面の、上記横揺れ吸震容器７１の口縁部と上記支柱９
との間隙においても、同様の弾性ボール１３が充填され
ている。このとき、上記弾性ボール１３のうち大型のも
の同士を充填した部分の間隙に、小型の弾性ボール１３
を収容することにより、それらの緩衝用弾性ボール１３
を上記横揺れ吸震容器７１内に高い密度で充填すること
ができる。

【００１７】上記構成の三次元免震装置１を設置する際
には、建物基礎部Ｂに上記三次元免震装置１を接合し、
それらを建築現場の適宜箇所に複数配設して、それぞれ
の三次元免震装置１を上記建物の基礎板Ａの下面に接続
する。

【００１８】さらに具体的には、上記ケーシング本体３
１の底面に周設されたフランジ部３５を、ゴムや合成樹
脂等の弾性材からなる当板１５を介して建物基礎部Ｂ上
に固定するとともに、建物に配設した複数の上記三次元
免震装置１のそれぞれが、上下方向及び水平方向の振動
及び衝撃に対して常に同一の方向に連動するように、上
記基礎板Ａの下面にそれぞれの上記三次元免震装置１の
支柱９の上端をフランジ接合する。ここで、上記建物基
礎部Ｂには、上記ケーシング３の下方に突出する支持容
器３３を埋設するための加工をあらかじめ施しておくの
はいうまでもない。

【００１９】なお、上記三次元免震装置１の構成は上述
のものに限定されず、例えば、図面は省略するが、上述
のような支持容器３３を設けずに、上記縦揺れ免震手段
５における吸震要素５１を、その中心軸５９を短く形成
して上記ケーシング本体３１の内底部に直接的に載置
し、該ケーシング本体３１の内底部に上記中心軸５９の
逃げ代を凹設することにより、建物基礎部Ｂに加工を施
すことがないように、上記三次元免震装置１の構成を簡
略化することができ、また、上記縦揺れ免震手段５は、
その弾性部材５１における吸震要素５１の数、形状及び
配列等を適宜違えて形成することもできる。さらに、上
記横揺れ免震手段７は、上記横揺れ免震ブロック７３に
おける凸部７３ｂの数を、三次元免震装置１の大きさ
や、その設置場所に応じて適宜違えて形成することもで
きる。また、上記縦揺れ免震手段５の吸震要素５１にお
ける積層弾性板５７、上記大小の緩衝用弾性ボール１
３、上記横揺れ免震手段７の免震ブロック７３における
凸部の先端に貼着された緩衝シート７３ｄ、及び上記横
揺れ吸震容器７１の内周壁における緩衝壁７１ａの弾性
板は上述のようなゴムや合成樹脂等のものに限らず、そ
れらと同等の弾力性と復帰力を有するもので形成するこ
とができる。

【００２０】上記構成を有する三次元免震装置１は、上
記縦揺れ免震手段５においては、上記吸震要素５１を、
積層金属板５５と複数の孔５７ａを有する弾性の積層弾
性板５７とを交互に積層した弾性部材からなるものとし
て、該吸震要素５１の複数を上記ケーシング３の内底部
に配列することにより、上記積層弾性板５７の孔５７ａ
を圧縮された弾性板素材の逃げ代として、上下方向の震
動及び衝撃が効率よく吸震される。

【００２１】また、上記横揺れ免震手段７においては、
上記横揺れ免震ブロック７３の周囲に吸震間隙７５を介
在させて任意の水平方向に移動可能に収容しているた
め、いずれの水平方向への振動及び衝撃に対しても吸震
を作用させることができるとともに、上記横揺れ免震ブ
ロック７３の原位置への復帰力を発生させることができ
る。このとき、上記横揺れ吸震容器７１の内底部に多数
のベアリング７９を敷設しているため、上記横揺れ免震
ブロック７３の任意の水平方向への移動を円滑化するこ
とができる。さらに、該横揺れ免震ブロック７３を、そ
の周面から放射状に延びる多数の凸部７３ｂを有するも
のとし、その凸部７３ｂ間に緩衝用弾性ボール１３を保
持するための保持空間７３ｃを形成することにより、上
記吸震容器７１内における緩衝用弾性ボール１３の偏り
を防止して、上記凸部７３ｂにおける保持空間７３ｃに
均等に上記弾性ボール１３を保持し、延いては、任意の
水平方向の振動及び衝撃に対して均等に吸震を作用させ
ることができる。そのうえ、上記横揺れ免震ブロック７
３の凸部７３ｂの先端に緩衝シート７３ｄを貼着し、さ
らに、上記吸震容器内の内周壁に上記緩衝壁７１ａを形
成することにより、該凸部７３ｂと上記吸震容器７１の
内周壁との衝突時における衝撃をよりいっそう吸収する
ことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の三次元
免震装置によれば、地震等の任意の水平方向及び上下方
向の双方に作用する震動や衝撃を、簡単な構造の装置で
吸震することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三次元免震装置を建築物へ設置した状
態を示す拡大断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】同Ｂ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 三次元免震装置 ３ ケーシング ５ 縦揺れ免震手段 ７ 横揺れ免震手段 １３ 緩衝用弾性ボール ３１ ケーシング本体 ５１ 吸震要素 ５５ 積層金属板 ５７ 積層弾性板 ５７ａ 孔 ７１ 横揺れ吸震容器 ７３ 横揺れ免震ブロック ７３ｂ 凸部 ７３ｃ 保持空間 ７５ 吸震間隙 Ｂ 建物基礎部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物基礎部に固定するケーシングの内底部
   に縦揺れ免震手段を設け、その上方に横揺れ免震手段を
   載置することにより構成され、 上記縦揺れ免震手段は、上下方向の震動及び衝撃を吸収
   するための弾性部材からなる複数の吸震要素を備えたも
   のとし、 上記横揺れ免震手段は、上端開放の横揺れ吸震容器内
   に、建物を支持する横揺れ免震ブロックを、周囲に吸震
   間隙を介在させて任意の水平方向に移動可能に支持する
   とともに、上記容器と横揺れ免震ブロックとの間の吸震
   間隙に多数の緩衝用弾性ボールを収容することにより構
   成した、ことを特徴とする三次元免震装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、 上記横揺れ免震手段における横揺れ免震ブロックを、そ
   の中心から放射状に延びる多数の凸部を有するものと
   し、該凸部間に緩衝用弾性ボールを保持する保持空間を
   形成した、ことを特徴とする三次元免震装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の装置において、 上記縦揺れ免震手段を、金属板と複数の孔を有する弾性
   板とを交互に積層した弾性部材からなる吸震要素の複数
   を上記ケーシングの内底部に配列することにより構成し
   た、ことを特徴とする三次元免震装置。