JPH11230257A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震に対する上部構造物の揺れを抑えるよう
にした免震装置Ａに対して、個人住宅等のように上部構
造物が軽量であっても有効に免震機能を発揮させること
ができ、しかも、構造が簡単で、小形・軽量化を図るこ
とができるようにする。 【解決手段】 上部構造物と連結される第１の板部材１
と、基礎と連結される第２の板部材２と、基端部がこの
第２の板部材２に固定され、第１の板部材１に向かって
延びる円筒状の側板３とを備える。側板３の先端面に全
周に亘って円環状の磁石４を設ける一方、この磁石４に
対向する第１の板部材１の下面を磁石４に反発する第２
の磁石５とすることで、第１の板部材１を第２の板部材
２に対して浮上した状態で水平方向に相対摺動可能に周
辺部で支持するとともに、中心部では、第１の板部材１
が第２の板部材２に対して水平移動したときに伸びるゴ
ム部材８により両板部材１，２を弾性的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物等の上部構
造物と基礎との間に設けられ、地震に対する該上部構造
物の揺れを抑えるようにした免震装置に関する技術分野
に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の免震装置としては、
例えば図６に示すように、上部構造物及び基礎にそれぞ
れ連結される円形の第１及び第２の板部材ａ，ｂ間にお
いて天然ゴム等からなるゴム層ｃと鋼板ｄとを交互に積
層した免震支承ゴムタイプのものがよく知られている。
このものは、積層体の鉛直剛性で上部構造物の荷重を支
持し、地震時の横揺れに対しては、ゴム層ｃのせん断変
形と中心部に設けた鉄や鉛のプラグｅによるダンパ作用
とにより水平方向の変位と力とを吸収するようになって
いる。また、上記プラグｅの代わりに油圧機構で減衰さ
れるようにしたものや、ゴムｃを高減衰のものにしてゴ
ムｃ自体でダンパ機能を発揮させるようにしたものがあ
る。この免震支承ゴムタイプの免震装置は構造が単純で
あり、しかも、施工前の設計において地震力の減衰性能
を容易に予測することができ、施工作業や施工後の維持
管理も容易であるので、かなり普及されている。

【０００３】さらに、例えば特開平８−３２６３５２号
公報に示されているように、上下一対の硬質部材間に可
撓性構造体を設け、この可撓性構造体に流動部材が充填
された多数の区画室を形成することによって、簡単な構
成で地震に対する上部構造物の揺れを抑えるようにする
ことが提案されている。

【０００４】また、近年、ゴムを用いないで、ベアリン
グ等のスライド機構とダンパ機構とを組み合わせた免震
装置が知られており、このものは、例えば２つのスライ
ド機構を略十字状に結合して上部構造物を基礎に対して
水平２方向に自由に移動可能とし、このスライド機構に
ばねやオイルダンパ等を別途付加して上部構造物の揺れ
を抑えるようにしている。

【０００５】さらに、例えば特開平９−４２７９号公報
に示されているように、鋼鉄製球を中央が底点となる放
物線型の円型鋼鉄製皿受台で上下より挟んだ構成とし、
鋼鉄製球が下側の皿受台を上昇する際の反力により地震
加速度を消滅させることで上部構造物の横揺れを抑える
ようにすることが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の免
震支承ゴムタイプのものは、積層されているゴム層ｃの
せん断力及びせん断変形により免震性能を発揮するもの
であるため、水平方向の揺れによる移動距離を稼ぐため
には、積層枚数を増やして高さを大きくせねばならず、
高さを大きくして上部構造物を安定して支持するために
は、より直径を大きくすることが必要になって、結果と
して装置全体が大型化するので、このような大きな免震
装置の設置場所が確保でき、かつ鉛直荷重が面圧で５０
〜１００ｋｇ/ｃｍ²程度の大型集合住宅や病院等の大型
建築物のみにしか採用されていないのが実状である。

【０００７】また、上記前者の提案例（特開平８−３２
６３５２号公報）の免震装置においては、上部構造物か
らの荷重を支持するための可撓性構造体の強度が経年劣
化により衰え、上部構造物の高さを一定に保持すること
ができないという問題がある。また、製造上、内部に複
数の区画室を設けることは困難である。

【０００８】そして、ゴムを用いないでスライド機構と
ダンパ機構とを組み合わせた免震装置においては、どの
方向からの地震力に対しても機能するようにするために
はスライド機構及びダンパ機構の構造が非常に複雑とな
り、施工に先立つ設計の困難さやコスト高が問題とな
り、普及していない。

【０００９】さらに、上記後者の提案例（特開平９−４
２７９号公報）の免震装置においては、地震による横揺
れに対し、鋼鉄製球が放物線型の皿受台上を移動するた
め、上部構造物が上下方向にも移動するという問題があ
る。また、振動を減衰させるための機構が重力によるも
のであるため上部構造物が自由振動に近い振動挙動を示
し、振動の収まりが悪いという問題を有している。

【００１０】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、地震に対する上部構
造物の揺れを抑えるようにした免震装置に対して、その
構成を従来のものとは異ならせることによって、個人住
宅等のように上部構造物が軽量であっても上下方向の変
位がなく、水平方向の変位及び力を有効に抑制すること
ができ、しかも、構造が簡単で小形・軽量化を図ること
ができるようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、上下に互いに対向して設けられた
第１及び第２の板部材と、基端部がこの第１及び第２の
板部材のいずれか一方に固定され、他方の板部材に向か
って延びる側板とを備え、少なくとも該側板の先端部と
上記他方の板部材の一部とにそれぞれ互いに反発し合う
磁石を設けるとともに、両板部材のいずれか一方が他方
に対して相対的に水平方向に移動したときに伸びる弾性
体により両板部材を弾性的に接続するようにした。

【００１２】具体的には、請求項１の発明では、上部構
造物と基礎との間に設けられ、地震に対する該上部構造
物の揺れを抑えるようにした免震装置を対象とする。

【００１３】そして、上下に互いに対向して設けられ、
一方が上記上部構造物と連結されかつ他方が上記基礎と
連結される第１及び第２の板部材と、基端部が上記第１
及び第２の板部材のいずれか一方に所定の基準位置（中
心位置）の周りに固定され、他方の板部材に向かって延
びる側板と、該側板の少なくとも先端部に設けられた第
１の磁石と、上記他方の板部材の少なくとも一部に上記
第１の磁石と反発し合うように設けられ、上記上部構造
物側の板部材を基礎側の板部材に対して水平方向に相対
移動可能に支持する第２の磁石と、上記側板が固定され
た板部材における該側板に対して上記基準位置側の部位
と他方の板部材とを弾性的に接続し、該両板部材のいず
れか一方が他方に対して相対的に水平方向に移動したと
きに伸びる弾性体とを備えている。

【００１４】上記の構成により、上部構造物側の板部材
は基礎側の板部材に対して側板によって支持されている
ので、ゴムで支持するのとは異なり、上部構造物の高さ
を安定的に維持することができる。また、上記上部構造
側の板部材は、第１及び第２の２つの磁石間の反発力に
より基礎側の板部材に対して半ば浮上した状態で支持さ
れているので、地震発生時には、基礎側の板部材に対し
スムーズに水平方向に相対移動して水平方向の揺れを減
衰させることができる。そして、その水平移動に伴い弾
性体に復元力が発生し、地震収束後は上部構造物側を移
動前の位置に戻す。

【００１５】ここで、上記弾性体の復元力は材質やサイ
ズ等により、また磁石間の摺動摩擦力は磁力の強さ等に
より調節可能なので、上部構造物の重さに応じて最適な
値となるように設定される。さらに、弾性体は、どの方
向からの地震力に対しても同じように伸縮するように、
通常、円柱又は多角柱とされる。

【００１６】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
ける第１の磁石は、基準位置の周りに円環状又は同心円
上に３カ所以上等分して設けられており、第２の磁石
は、上記第１の磁石よりも大径の円板状に形成される。

【００１７】このことにより、上部構造物側の板部材な
いし上部構造物を安定して支持することができると共
に、どの方向に地震力を受けても、上部構造物側の板部
材と基礎側の板部材とはスムーズに相対移動する。

【００１８】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明における弾性体は、ゴム部材からなるものとする。こ
うすることで、硬度、弾性率、形状等の変更が容易にで
き、水平方向の変位に対する追従性、抵抗力及び復元力
のバランスがとり易くくなる。

【００１９】請求項４の発明では、請求項１〜３のいず
れかの発明において、側板は、第１及び第２の板部材間
の空間を覆う円筒状に形成される。これにより、側板の
製作及び磁石の取り付けが容易になる。また、弾性体を
外部に晒すことなく保護することができる。

【００２０】請求項５の発明では、請求項４の発明にお
いて、側板の先端部と該側板が固定されていない側の板
部材との間の隙間をシールするシール部材が設けられ、
上記側板と第１及び第２の板部材とで形成される密閉空
間に、液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状の高分子材
料からなる減衰剤が充填されている。

【００２１】こうすることで、地震エネルギの減衰がで
きると共に、減衰剤の材質及び使用量により減衰力を調
節することができる。また、微小な地震や台風時の風圧
に対しても、減衰剤の抵抗力により上部構造物の不用意
な揺れを抑制できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の実施形
態に係る免震装置Ａを示し、この免震装置Ａは、建築
物、特に個人住宅等の上部構造物が軽量であるものに適
用されるものである。上記免震装置Ａは、上部構造物と
連結される円形の鋼鉄製の第１の板部材１と、この第１
の板部材１の下側に対向して設けられ、上記基礎と連結
される同じく円形の鋼鉄製の第２の板部材２とを備えて
いる。この第１及び第２の板部材１，２の対向面の中心
部には、円形状の凹部１ａ，２ａがそれぞれ形成されて
いる。

【００２３】上記第２の板部材２には、円筒状の鋼鉄製
の側板３の基端部（下端部）が第２の板部材２の中心部
（所定の基準位置）の周り（外周部）に固定され、板部
材１に向かって延びかつ第１及び第２の板部材１，２間
の空間を覆うようになされている。この側板３の先端面
（上端面）には、円周方向に全周に亘って円環状の第１
の磁石４が固定され、この第１の磁石４の上端面は上記
第１の板部材１の下面に当接している。

【００２４】一方、上記第１の板部材１の下面には、第
２の磁石５が上記第１の磁石４の上端面と同じ磁極を対
向させて固定されており、上記第１の板部材１は互いに
反発する磁力によって半ば浮上した状態で水平方向に相
対移動可能に支持されている。尚、第１の板部材１の外
径は、両板部材１，２が水平方向に相対移動したときに
磁石４から外れないようにその移動量だけ第２の板部材
２よりも大きく設定されている。

【００２５】また、側板３の内周面上部には、上記磁石
４の上面と第１の板部材１（側板３が固定されていない
側の板部材）との間の隙間をシールするシール部材６が
接着又はボルト等により固定され、側板３と第１及び第
２の板部材１，２とで密閉空間が形成されている。

【００２６】上記第１の板部材１及び第２の板部材２の
中心部同士（側板３に対して基準位置側）は、円柱状ゴ
ム部材８により弾性的に接続されている。このゴム部材
８の上下両端部は、上下方向中央部よりも径が大きくさ
れていて、上記第１及び第２の板部材１，２の対向面の
凹部１ａ，２ａにそれぞれ嵌め込まれて接着又はボルト
により接合されている。上記ゴム部材８は天然ゴム若し
くは合成ゴム又はそのいずれかのゴムを繊維で補強した
複合材からなっている。

【００２７】上記密閉空間には、液状の粘性材料又は粉
状若しくは粒状の高分子材料からなる減衰剤１０が充填
されている。

【００２８】以上の構成からなる免震装置Ａの組立方法
を図３により説明する。先ず、第２の板部材２の中心部
の凹部２ａにゴム部材８の下端部を接着により接合し、
次に、第２の板部材２の上面外周部に側板３の基端部を
同心状に接着又はボルト等により固定する。そして、こ
の側板３の上面に第１の磁石４を接着又はボルト等によ
り固定すると共に、該側板３の内周面上部にシール部材
６を接着又はボルト等により取付固定する。尚、このシ
ール部材６は予め側板３に取り付けておいてもよい。

【００２９】続いて、側板３の内周側に減衰剤１０を充
填し、その後、第１の板部材１を、その中心部の凹部１
ａが上記ゴム部材８の上端部に嵌合するようにしながら
磁石４の上に載せ、第１の板部材１の凹部１ａとゴム部
材８の上端部とを接着又はボルトにより接合することに
より免震装置Ａが完成する。

【００３０】上記免震装置Ａは、例えば図４に示すよう
に上部構造物（個人住宅等）２１の四隅に位置する各柱
２２と基礎２３との間に設置され、反発する磁力によっ
て半ば浮上した状態で水平方向に相対移動可能に支持さ
れているので、上部構造物２１を安定して支持すること
ができると共に、地震発生時にどの方向に対しても相対
移動し、地震力及び変位を減少させる。

【００３１】尚、上記免震装置Ａを、図５に示すように
上部構造物としての床部材２６と基礎床２３との間に設
けても十分な免震効果が得られ、建築物内部における精
密機械室や電算機室等の免震床に適用可能である。

【００３２】また、上記実施形態では、シール部材６を
取り付けた側板３と板部材１，２とで形成された密閉空
間に液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状の高分子材料
からなる減衰剤１０を充填したが、この減衰剤１０は必
ずしも必要ではない。すなわち、第１及び第２の磁石
４，５の反発磁力を弱めに設定して、それらの間に作用
する摺動摩擦力がゴム部材８の復元力と共に減衰力とし
て作用するようにすれば、上部構造物の揺れを確実に抑
えることができる。この場合、当然、シール部材６も不
要となる。

【００３３】さらに、上記免震装置Ａの上下を逆にして
第１の板部材１を基礎に連結し、第２の板部材２を上部
構造物に連結するようにしてもよい。

【００３４】また、上記実施形態では、円筒状の側板３
に円環状の第１の磁石４を設けたが、側板３を、第２の
板部材２の中心部の周りに複数個分散して配置し、少な
くとも３つの磁石を側板３の上面に周方向に等間隔に配
置してもよい。

【００３５】さらにまた、上記実施形態では、第１及び
第２の板部材を円形の鋼鉄製とし、側板３を円筒状で鋼
鉄製としたが、強化プラスチック等の高剛性材料を使用
してもよく、また、第１及び第２の板部材は多角形状で
あってもよい。そして、第１の板部材１側の磁石は、円
板状にして下面に取り付け固定してもよく、ブロック状
にして下面に埋め込んでもよい。さらに、側板３と第２
の板部材２とを別部材としないで、１つの部材で一体形
成してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の免震装置
は、基礎側の板部材に固定される側板の先端部に設けた
第１の磁石と、上部構造物側の板部材に設けた第２の磁
石とを互いに反発するように設けて、上部構造物側の板
部材を少し浮かせた状態で水平方向に相対移動可能に外
周部で支持するとともに、両板部材の中心部を弾性的に
接続した簡単な構造でありながら、地震の場合、上部構
造物を上下方向には変位させずに水平方向の地震揺れを
浮かし状態での相対摺動により抑制し、地震収束時には
元の位置に復元できる。

【００３７】また、浮かし状態での相対摺動による水平
変位の抑制であるので、積層ゴムタイプのように高さを
必要とせず、耐鉛直荷重性にも優れているため受圧面を
小さくできる。したがって、小型軽量で高さが低い装置
になり、設置スペースの小さい個人住宅に適した免震装
置が得られる。

【００３８】さらに、本発明では、第１の磁石を円環状
又は少なくとも３つ同じ円周上に互いに略等間隔に配置
し、対向する第２の磁石をそれよりも大径の円板状にし
たので、上部構造物を安定して支持でき、水平方向の変
位に十分対応できる。

【００３９】加えて、弾性体をゴム部材としたことで水
平方向の変位に対する追従性、抵抗力及び復元力のバラ
ンスがとり易くなり、また側板を円筒状にしたことで側
板の製作及び磁石の取り付けも容易になる。

【００４０】さらにまた、側板の先端磁石部と対向する
板部材との隙間をシールし、側板と両板部材とで形成さ
れる密閉空間に、液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状
の高分子材料からなる減衰剤を充填したことで、上部構
造物の不用意な揺れを抑制しつつ、地振動に対して確実
に免震効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る免震装置を示す断面図
である。

【図２】免震装置の平面図である。

【図３】免震装置の組立手順の一例を示す分解図であ
る。

【図４】免震装置を個人住宅に適用した例を示す概略図
である。

【図５】免震装置を免震床に適用した例を示す概略図で
ある。

【図６】従来の免震支承ゴムタイプの免震装置を示す断
面図である。

【符号の説明】

Ａ 免震装置 １ 第１の板部材 ２ 第２の板部材 ３ 側板 ４ 第１の磁石 ５ 第２の磁石 ６ シール部材 ８ ゴム部材（弾性体） １０ 減衰剤 ２１ 上部構造物 ２３ 基礎 ２６ 床部材（上部構造物）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部構造物と基礎との間に設けられ、地
   震に対する該上部構造物の揺れを抑えるようにした免震
   装置であって、 上下に互いに対向して設けられ、一方が上記上部構造物
   と連結されかつ他方が上記基礎と連結される第１及び第
   ２の板部材と、 基端部が上記第１及び第２の板部材のいずれか一方に所
   定の基準位置の周りに固定され、他方の板部材に向かっ
   て延びる側板と、 上記側板の少なくとも先端部に設けられた第１の磁石
   と、 上記他方の板部材の少なくとも一部に上記第１の磁石と
   反発し合うように設けられ、上記上部構造物側の板部材
   を基礎側の板部材に対して水平方向に相対移動可能に支
   持する第２の磁石と、 上記側板が固定された板部材における該側板に対して上
   記基準位置側の部位と他方の板部材とを弾性的に接続
   し、該両板部材のいずれか一方が他方に対して相対的に
   水平方向に移動したときに伸びる弾性体とを備えている
   ことを特徴とする免震装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免震装置において、 第１の磁石は基準位置の周りに円環状又は同心円上に３
   カ所以上等分して設けられており、 第２の磁石は、上記第１の磁石よりも大径の円板状であ
   ることを特徴とする免震装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の免震装置におい
   て、 弾性体はゴム部材からなることを特徴とする免震装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の免震装
   置において、 側板は、第１及び第２の板部材間の空間を覆う円筒状に
   形成されていることを特徴とする免震装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の免震装置において、 側板の先端部と該側板が固定されていない側の板部材と
   の間の隙間をシールするシール部材が設けられ、 上記側板で覆われた第１及び第２の板部材間の空間に、
   液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状の高分子材料から
   なる減衰剤が充填されていることを特徴とする免震装
   置。