JPH10115343A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震力から建築物等の重量据付け物を保護す
るとともに平静時の風等に対して安定支持しうる免震装
置を提供する。 【解決手段】 本発明の免震装置１は、平板状の脚台板
２と、この脚台板２に対向する平板状の基礎板３と、こ
れら脚台板２と基礎板３との間に介設する碁石状の支承
体４とからなる免震装置であって、前記支承体４は、脚
台板２と当接する上側球面部４ａと、基礎板３と当接す
る下側球面部４ｂとからなる中高扁平形をなし、かつ、
脚台板２および基礎板３との間で互いに係脱可能な嵌合
凹凸部５，６，７，８をそれぞれ支承体４の中心軸と同
心に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は免震装置に関し、特
に、地震力から建築物等の重量据付け物を保護するとと
もに平静時の風等に対して安定支持しうる免震装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の免震装置として特開平６−３０
００８２号公報（特願平５−８３１６４号）、特開平６
−３０００８３号公報（特願平５−８３１６５号）が知
られている。これらは、荷重を受けるコイルばねと減衰
材中に浸漬するフィン部材とから構成され、支持側と支
持物との相対動作によって地震動に対応できることを特
徴とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置は、支持側と支持物との相対動作を許容することか
ら、風等の力を受けた場合にも相対動作が生じ、特に、
一方向から連続して力を受ける場合は減衰力が作用しな
いので復元力とバランスするまで相対的に偏位すること
となる。したがって、地震力を受けない平静時における
安定化のために支持側と支持物との間を固定することが
必要となる。しかし、それには、地震動であるか否かを
判別しうる固定手段を付帯させる必要があり、装置の複
雑化を免れない。

【０００４】本発明は、地震力から建築物等の重量据付
け物を保護するとともに平静時の風等に対して安定支持
しうる免震装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の免震装置は、各
支持脚台に取付けた水平な平板状の脚台板と、この脚台
板に対向する基礎部に取付けた水平な平板状の基礎板
と、これら脚台板と基礎板との間に介設する碁石状の支
承体とからなる免震装置であって、前記支承体は、脚台
板と当接する突球面をなす上側球面部と、基礎板と当接
する突球面をなす下側球面部とからなる中高扇平形をな
し、かつ、脚台板および基礎板との間で互いに係脱可能
な嵌合凹凸部をそれぞれ支承体の中心軸と同心に形成し
た。

【０００６】上記免震装置は、平板状の脚台板、基礎板
の間に碁石状の支承体を介設したことから、脚台側から
加わる重力が支承体を水平姿勢に復元する作用により、
脚台側は基礎側に対して支承体の中心線上に安定的に支
持され、基礎側から加わる横方力は、支承体の転動によ
って脚台側に伝わることが少なく、また、支承体と対向
面間に嵌合可能な凹凸部を形成したことから、過大な横
方力によっても位置ずれを生じることがなく、上記凹凸
部をそれぞれ支承体の中心軸と同心に形成したことか
ら、どの方向の横方力にも対応することができ、かつ、
静止時は凹凸部の最も中心軸側の同心円周上で安定的に
当接支持される。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の免震装置の断面図
である。免震装置１は下面が水平な平板状の脚台板２
と、この脚台板２に対向する水平な平板状の基礎板３
と、これら脚台板２と基礎板３との間に介設する支承体
４とからなる。

【０００８】支承体４は碁石状の中高扇平形をなし、そ
の上下面に凸部５，６をそれぞれ支承体の中心軸と同心
に形成し、上記凸部５，６と嵌合可能な凹部７，８を脚
台板２および基礎板３に形成する。上側の凸部５と凹部
７、下側の凸部６と凹部８はそれぞれが嵌合凹凸部をな
す。脚台板２および基礎板３の周縁部は取付け用のフラ
ンジ９をなす。

【０００９】脚台板２および基礎板３は減衰手段１１を
備える。この減衰手段１１はその中心軸線上で支承体４
に対して押圧付勢されたピストン１２を進退可能に備
え、かつ、このピストン１２はその後退動作に応じた減
衰力を発生する。

【００１０】図２は図１の免震装置の支承体の平面図、
図３は図１の免震装置の脚台板の平面図である。図２の
支承体４は平面視が円形をなし、その中心軸と同心に中
心部の凸部５とリング状の凸部６を備える。図３の脚台
板２は、取付け孔９ａ…を形成した四角形のフランジ９
と、その中心部の凹部７とリング状の凹部８とからな
り、中心部の凹部７にピストン１２を設ける。基礎板３
は脚台板２と同様である。

【００１１】図４は図１の免震装置の支承体の断面形状
図である。支承体４は、脚台板２と当接する突球面をな
す上側球面部４ａと、基礎板３と当接する突球面をなす
下側球面部４ｂとからなる中高扁平形をなす。上側球面
部４ａ、下側球面部４ｂは、それぞれ半径Ｒの球面の一
部（見込み角θ）をなす。この両球面部４ａ，４ｂによ
り、支承体４の転動時に衝撃を受けることなく脚台板２
等と当接する。本構成はθを略６０度とした例である。

【００１２】凸部５の頂部５ａは突球面をなし、この頂
部５ａにより、対向するピストン１２の端面１２ａとの
接点が支承体４の転動に伴って連続的に移動し得るよう
にして衝撃を抑えることができる。凸部５，６の傾斜面
５ｂ，６ｂは、支承体４が転動した際に脚台板２をラッ
クとする包絡曲面に形成する。これにより、支承体４の
転動時の接触による衝撃を緩和することができる。基礎
板３に対しても同様である。

【００１３】このように形成した免震装置１は、平板状
の脚台板２、基礎板３の間に碁石状の支承体４を介設し
たことから、脚台側から加わる上部荷重が支承体４を水
平姿勢に復元する作用と凹部７の周縁の当接により、脚
台側は基礎側に対して支承体４の中心線上に安定的に支
持される。

【００１４】地震の揺れによって基礎側から加わる横方
力は、支承体４の転動によって脚台側に伝わることが少
なく、また、支承体４と対向面間に係脱可能な嵌合凹凸
部を脚台板２、基礎板３との間に形成したことから、過
大な横方力を受けても位置ずれを生じることがない。上
記凹凸部は、それぞれ支承体４の中心軸と同心に形成し
たことから、どの方向の横方力にも対応することがで
き、かつ、静止時は同凹凸部の最も中心軸側の同心円周
上で当接支持される。

【００１５】したがって、地震の横方向力を逃がして建
築物等の据付け物を保護するとともに、平静時の風等に
対してその復元性と安定当接により据付け物を安定支持
することができる。

【００１６】図５は図１の免震装置の減衰手段の断面図
である。減衰手段１１は油圧シリンダをなしてピストン
１２を進退可能に備え、このピストン１２によって減衰
油室１３と押圧油室１４を画成する。減衰油室１３は供
給ポート１３ａと絞りポート１３ｂを備え、押圧油室１
４は加圧ポート１４ａを備え、これらのポートを後述の
油圧装置に接続してピストン１２に押圧力を与えるとと
もに、ピストン１２の後退動作に応じた減衰力を発生す
る。ピストン１２のロッドエンドにはストッパ１２ｂを
備え、進出限度位置を調節可能とする。

【００１７】図６は図５の減衰手段の油圧系統図であ
る。油圧装置１５は作動油供給部１６から連通する加圧
用アキュムレータ１７と供給用アキュムレータ１８にそ
れぞれ圧力調整部１７ａ，１８ａを備える。加圧用アキ
ュムレータ１７の加圧油路１７ｂから前記減衰手段１１
の加圧ポート１４ａに接続する。供給用アキュムレータ
１８から逆止弁１９の供給油路１９ａを介して前記減衰
手段１１の供給ポート１３ａに、同じく供給用アキュム
レータ１８から減衰弁２０の減衰油路２０ａを介して同
減衰手段１１の絞りポート１３ｂに接続する。上記逆止
弁１９と減衰弁２０とによって減衰部を構成する。

【００１８】図７は図５の減衰手段の圧力調整部の断面
図である。圧力調整部１７ａは、調整可能な押圧ばね１
７ｂと、この押圧ばね１７ｂによって加圧用アキュムレ
ータ１７からの油路を閉じるプランジャ型の弁体１７ｃ
とからなり、必要とする一定値内に加圧用アキュムレー
タ１７の油圧を抑えることができる。圧力調整部１８ａ
も同様の構成をなし、供給用アキュムレータ１８につい
て同様に機能する。

【００１９】図８は図５の減衰手段の減衰部の断面図で
ある。逆止弁１９は、減衰手段１１の供給ポート１３ａ
に連通する供給油路１９ａを閉じるプランジャ型の逆止
弁体１９ｂを備え、供給用アキュムレータ１８から作動
油を供給する。減衰弁２０は流路断面積を調整可能に絞
るニードルバルブ２０ｂによって構成し、減衰手段１１
の絞りポート１３ｂに接続する減衰油路２０ａの油流に
よって減衰力を発生する。

【００２０】上記油圧装置１５によって加震エネルギを
放出し、揺れに伴う復元力を抑えてその蓄積を回避する
ことができる。上記減衰手段１１の基本的な作用は、ピ
ストン１２を進退させる単一の油室内にピストンを外方
に付勢するばねを設けるとともに、同油室と連通する単
一のポートに逆止弁を備えた絞りを介設した場合と同様
である。

【００２１】図９は図１の免震装置の組付け構造を示す
断面図である。免震装置１の脚台板２を据付け物２１の
柱脚座部２２に取付け、基礎板３を基礎２３の受座部２
４に取付け、かつ、基礎２３から立上がる門型フレーム
２５と柱脚座部２２との間に揺動可能に揺動リンク２
６，２６を介設して免震装置１を組付ける。上記据付け
物２１の全ての柱脚座部２２は相互間の偏位を生じるこ
となく一体的に構成し、また、基礎２３および全受座部
２４についても同様に構成する。

【００２２】上記揺動リンク２６の長さは支承体４の前
記突球面半径Ｒと等しく形成する。これによって、縦揺
れに対する過大な偏位を防止することができる。その基
本的な作用は、脚台板２と基礎板３との間を遊間をもっ
て連結することにより一定範囲内で偏位を許容するスト
ッパと同様である。

【００２３】上述のとおり構成した免震装置の動作につ
いて以下に説明する。図１０は図１の免震装置の静止時
を示す断面図である。支承体４の凸部５は脚台板２の凹
部７に嵌合し、この凹部７の周縁Ａが支承体４の上側球
面部４ａと当接し、脚台板２側の荷重が支承体４を介し
て安定的に支持される。この時、脚台板２側のピストン
１２は、その押圧力により支承体４の凸部５の頂部５ａ
に当接する。

【００２４】図１１は図１の免震装置の揺れ始め時を示
す断面図である。地震力によって横に揺れ始めた時は、
その横移動量に応じて支承体４が転動し、脚台板２と支
承体４の当接点が側方位置Ｂに移動する。この時、中心
側の凸部５と凹部７が離脱を始め、かつ、ピストン１２
が凸部５の頂部５ａに追随して進出する一方、周縁側の
凸部６と凹部８とが嵌合を始めるとともに、傾斜した支
承体４に作用する下方への荷重によって復元力が作用す
る。

【００２５】前記脚台板と当接して支承体が転動する際
に同脚台板をラックとして包絡する曲面をなすように支
承体の凹凸部を形成したことにより、支承体が転動した
時に互いの凹凸部が滑らかに嵌合動作されるので、横方
向力に対して免振動作の円滑性が確保される。

【００２６】図１２は図１の免震装置の大揺れ時を示す
断面図である。地震力によって横に大きく揺れた時は、
その横移動量に応じて支承体４が転動し、脚台板２と支
承体４の当接点がさらに側方位置Ｃに移動する。この
時、中心側の凸部５と凹部７が離脱し、かつ、凸部５の
後退によってピストン１２が最大ストロークに達する一
方、周縁側の凸部６と凹部８とが嵌合状態をなし、か
つ、支承体４によって大きな復元力が作用する。

【００２７】図１３は図１の免震装置の復帰時を示す断
面図である。復帰時とは、支承体４が転動中であってピ
ストン１２と支承体４の両軸心が一致した時の状態を指
す。地震力および復元力によって支承体４が水平姿勢に
戻されると中央の凸部５が凹部７に進入する。この凸部
５の頂部５ａはピストン１２の先端面１２ａに到達し、
さらにピストン１２を押し戻し、その当接点Ｄは支承体
４の転動とともに次第に中心側に移動する。

【００２８】前記ピストン１２と対向する支承体４側の
対向面５ａを突球面としたことにより、ピストン１２の
端面１２ａとの接点が支承体４の転動に対して連続的に
移動するので、復元位置の前後で連続的な滑らかな動作
が確保される。

【００２９】この時、凸部５によりピストン１２が後退
動作すると前記油圧装置１５によって減衰力が作用す
る。この減衰力を支持荷重より僅かに大きく設定する。
減衰力の大きさは、中心位置に戻った時にピストン１２
を介して脚台板２側を支え、脚台板２の凹部７の周縁Ａ
が支承体４の上側球面部４ａから僅かに離間する程度に
設定することにより、運動エネルギを効率良く吸収する
ことができるので支承体４によって作用する大きな復元
力の蓄積を抑えることができる。基礎板３については脚
台板２と同様に作用することから、その説明を省略す
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以下の効果を奏する。本発明の
免震装置は、平板状の脚台板、基礎板の間に碁石状の支
承体を介設したことから、脚台側から加わる重力が支承
体を水平姿勢に復元する作用により、脚台側は基礎側に
対して支承体の中心線上に安定的に支持され、基礎側か
ら加わる横方力は、支承体の転動によって脚台側に伝わ
ることが少なく、また、支承体と対向面間に嵌合可能な
凹凸部を形成したことから、過大な横方力によっても位
置ずれを生じることがなく、上記凹凸部をそれぞれ支承
体の中心軸と同心に形成したことから、どの方向の横方
力にも対応することができ、かつ、静止時は凹凸部の最
も中心軸側の同心円周上で当接支持される。

【００３１】したがって、本発明の免震装置は、地震の
横方向力を逃がして建築物等の据付け物を保護するとと
もに平静時の風等に対してその復元作用により据付け物
を安定支持することができる。

【００３２】前記支承体の中心軸線上に、この支承体に
対して押圧付勢されたピストンを進退可能に脚台板と基
礎板の少なくとも一方に備え、かつ、上記ピストンはそ
の後退動作に応じた減衰力を発生する減衰手段を備えた
場合は、復元位置において後退動作するピストンにより
過大な復元動作が減衰手段の対抗力によって抑えられる
ので、過大な復元力が迅速に安定化される。前記ピスト
ンと対向する支承体側の対向面を突球面とした場合は、
ピストンの端面との接点が支承体の転動に対して連続的
に移動するので、復元位置の前後で連続的な滑らかな動
作が確保される。前記脚台板または基礎板と当接して支
承体が転動する際に同脚台板または基礎板をラックとし
て包絡する曲面をなすように支承体の凹凸部を形成した
場合は、支承体が転動した時に互いの凹凸部が滑らかに
嵌合動作されるので、横方向力に対して免振動作の円滑
性が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震装置の断面図

【図２】図１の免震装置の支承体の平面図

【図３】図１の免震装置の脚台板の平面図

【図４】図１の免震装置の支承体の断面形状図

【図５】図１の免震装置の減衰手段の断面図

【図６】図５の減衰手段の油圧系統図

【図７】図５の減衰手段の圧力調整部の断面図

【図８】図５の減衰手段の減衰部の断面図

【図９】図１の免震装置の組付け構造を示す断面図

【図１０】図１の免震装置の静止時を示す断面図

【図１１】図１の免震装置の揺れ始め時を示す断面図

【図１２】図１の免震装置の大揺れ時を示す断面図

【図１３】図１の免震装置の復帰時を示す断面図

【符号の説明】

１ 免震装置 ２ 脚台板 ３ 基礎板 ４ 支承体 ４ａ 上側球面部 ４ｂ 下側球面部 ５，６ 凸部（嵌合凹凸部） ５ａ 頂部 ７，８ 凹部（嵌合凹凸部） １１ 減衰手段 １２ ピストン １２ａ 先端面 １３ 減衰油室 １３ａ 供給ポート １３ｂ 絞りポート １４ 押圧油室 １４ａ 加圧ポート １５ 油圧装置 １７ｂ 加圧油路 １９ 逆止弁 １９ａ 供給油路 ２０ 減衰弁 ２０ａ 減衰油路 ２０ｂ ニードルバルブ ２１ 据付け物 ２２ 柱脚座部 ２３ 基礎 ２４ 受座部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物等の重量据付け物の各支持脚台に
   取付けた水平な平板状の脚台板と、この脚台板に対向す
   る基礎部に取付けた水平な平板状の基礎板と、これら脚
   台板と基礎板との間に介設する碁石状の支承体とからな
   る免震装置であって、前記支承体は、脚台板と当接する
   突球面をなす上側球面部と、基礎板と当接する突球面を
   なす下側球面部とからなる中高扇平形をなし、かつ、脚
   台板および基礎板との間で互いに係脱可能な嵌合凹凸部
   をそれぞれ支承体の中心軸と同心に形成したことを特徴
   とする免震装置。
2. 【請求項２】 前記支承体の中心軸線上に、この支承体
   に対して押圧付勢されたピストンを進退可能に脚台板と
   基礎板の少なくとも一方に備え、かつ、上記ピストンは
   その後退動作に応じた減衰力を発生する減衰手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
3. 【請求項３】 前記ピストンと対向する支承体側の対向
   面を突球面とし、この突球面によりピストンの端面との
   接点が支承体の転動に伴って連続的に移動し得ることを
   特徴とする請求項２記載の免震装置。
4. 【請求項４】 前記脚台板または基礎板と当接して支承
   体が転動する際に同脚台板または基礎板をラックとして
   包絡する曲面をなすように支承体の嵌合凹凸部を形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の免震装置。