JPH1143954A - 免震装置と免震用緩衝体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直荷重の支持とともに、上下方向の震動の
緩衝は勿論のこと、３６０°全方位の震動に対しても十
分な緩衝ストロークを確保できる免震装置と該免震装置
と協働して震動停止時の復元及び風対策を図る免震用緩
衝体とを提供する。 【解決手段】 免震装置ａは、水平面における横軸１と
縦軸２の直角座標軸の原点において、横軸１に沿う案内
路３を開口するとともに、該横軸１に直交する軸心を回
転軸として該案内路３内で対向する一対のローラー４を
軸支した横スライダー５を配設し、該横スライダー５の
下部にダンパー８を係着するとともに、両端には縦軸２
に沿う案内路３を開口する縦スライダー１８をそれぞれ
係着し、各縦スライダー１８の案内路３内には、縦軸２
に直交する軸心を回転軸として対向する一対のローラー
１９を軸支し、該一対のローラー１９を案内する各縦レ
ール２０には、それぞれ各端相互に渡って接合体２１を
一体にして成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上と建物の架台
フレーム間に設けられて、地震の振動を緩和する免震装
置と免震用緩衝体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から提案されている一耐震装置とし
ては、重ね板バネの中央部に固定された支持軸を基礎上
面に固定した台座本体に十字状の案内路を介して直角座
標上に移動自在に案内し、前記重ね板バネの両上端を一
般家屋の台枠の梁に固定したものであるが、このもの
は、上下方向の震動を重ね板バネで緩衝し、前後、左右
の直角方向の震動を十字状の案内路によってそれぞれ回
避するもので、３６０°全方位の震動には対応できない
ものであった。また、鉛直方向の１軸のたわみ軸による
緩衝では、上下方向の震動には十分に対応できても、３
６０°全方位の震動に対する緩衝ストロークを十分に確
保できないものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑み、
垂直荷重の支持とともに、上下方向の震動の緩衝は勿論
のこと、３６０°全方位の震動に対しても十分な緩衝ス
トロークを確保できる免震装置と、該免震装置と協働し
て震動停止時の復元及び風対策を図る免震用緩衝体とを
提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１発明の免震装置は、
水平面における直角座標軸の原点において、何れか一方
の座標軸に沿う案内路を開口するとともに、該座標軸に
直交する軸心を回転軸として該案内路内で対向する一対
のローラーを軸支したスライダーを配設し、該スライダ
ーの下端部を上下方向の衝撃力を緩衝するダンパーの上
端部に係着し、前記一対のローラーを案内する所要長の
レールの両端には、それぞれ他方の座標軸に沿う案内路
を開口するスライダーをそれぞれ係着し、各スライダー
の案内路内には該座標軸に直交する軸心を回転軸として
対向する一対のローラーを軸支し、該一対のローラーを
案内する所要長の各レールには、それぞれ各端相互に渡
って接合体を一体にして成る。

【０００５】第２発明の免震装置は、第１発明の免震装
置において、接合体の上面に旋回軸受の下方の回動盤を
接合して成る。

【０００６】第３発明の免震装置は、第１発明又は第２
発明の免震装置において、一方の座標軸に沿って配設さ
れるレールと、他方の座標軸に沿って配設されるレール
の各レールに案内されるスライダーの各ローラーとの接
触案内面が上に凸状の円弧面から成る。

【０００７】第４発明の免震用緩衝体は、スプリングを
外嵌するオイルダンパーの一端を、該スプリングの一端
と共に固定板に歳差自在に接合し、該オイルダンパーの
他端を、前記スプリングの他端と共に歳差自在にボール
ジョイントのボールに接合し、該ボールジョイントの球
面体の周面４個所に凹状の湾曲アームの一端を十字状に
接合し、各湾曲アームの他端を前記固定板に接合し、前
記ボールの下面に伸縮自在体の一端を係着し、該伸縮自
在体の他端を歳差自在に支持板に接合して成る。

【０００８】

【発明の実施の形態】免震装置におけるダンパーは、液
状化現象の起こり易い地盤ではコンクリート杭の上部に
適宜な取付け金具を介して接合され、安定した地盤では
Ｈ型鋼杭の上部に適宜なアダプターを介して接合される
ものである。また、接合体を建物の架台フレームに直接
接合するものから旋回軸受を介して建物の架台フレーム
に接合するものまで実施され、各レールに案内されるス
ライダーの横揺れ震動の最大ストロークを８００mmと
し、上下震動の最大ストロークを１００mmと設定する。
免震用緩衝体は建物の架台フレームの四隅のほか、適宜
に選択された個所に配設される。

【０００９】

【実施例】本発明を実施例により説明すると、図１に示
す免震装置ａは、水平面における横軸１と縦軸２の直角
座標軸の原点において、図２に示すように横軸１に沿う
案内路３を開口するとともに、該横軸１に直交する軸心
（縦軸２と平行な軸心）を回転軸として該案内路３内で
対向する一対のローラー４を軸支した横スライダー５を
配設し、該横スライダー５の下端部のボス部６に螺設し
た雌ネジ部７にダンパー８のピストン９の雄ネジ部１０
を螺合し、該雄ネジ部１０は下端を開口したシリンダー
１１の頂部より突出し、その頭部１２のシリンダー１１
の頂部内面に当接し、下面を所要段数重ね合わせた緩衝
体１３の上端に圧接し、その状態でシリンダー１１の下
端に周設したフランジ１４を介して、該シリンダー１１
の下面にＴ字状の取付け金具１５の座板１６をボルト締
めし、前記ボス部６の外周にはコンクリート杭２２の外
周に外嵌するカバー４７を垂設し、前記一対のローラー
４を案内する所要長（横スライダー５を案内する最大ス
トローク８００mmを確保できる長さ）の横レール１７の
両端には、縦軸２に沿う案内路３を開口する縦スライダ
ー１８をそれぞれ係着し、各縦スライダー１８の案内路
３内には図３に示すように、縦軸２に直交する軸心を回
転軸として対向する一対のローラー１９を軸支し、該一
対のローラー１９を案内する所要長（縦スライダー１８
を案内する最大ストローク８００mmを確保できる長さ）
の各縦レール２０には、それぞれ各端相互に渡って接合
体２１を一体にして成る。なお、案内路３内の上下には
横レール１７又は縦レール２０の上下面を案内するコロ
を内設して成るものである。

【００１０】このようにして成る免震装置ａは、液化現
象の起こり易い地盤では、図２に示すように、コンクリ
ート杭２２の中空孔２３に取付け金具１５の軸部２４を
挿入するとともに、該コンクリート２２の上面に取付け
金具１５の座板１６を載置し、上部周面の一面からボル
ト２５をネジ込み、前記軸部２４を貫通して他面でナッ
ト２６を螺合し、コンクリート杭２２の上部に該軸部２
４を固定するものである。以上のように免震装置ａを固
定するコンクリート杭２２、図４に示すように、対象建
物の負荷荷重によって算出、配置されるものであるか
ら、各コンクリート杭２２において、前記したように免
震装置ａは組み付けられるものである。

【００１１】そこで、地震時における働きについて説明
すると、上下方向の震動に対しては、ダンパー８の緩衝
体１３が伸縮してその衝撃を緩和し、水平方向の震動で
例えば、図１の横軸１に沿う震動に対しては、横レール
１７上を横スライダー５が摺動することによってその衝
撃を緩和し、図１の縦軸２に沿う震動に対しては、横レ
ール１７の両端に固定したそれぞれの縦スライダー１８
が縦レール２０上を摺動することによってその衝撃を緩
和するものであり、矢印に示すように、直角座標に対し
て斜め方向からの震動に対しては、縦レール２０上を縦
スライダー１８が往復動するとともに、横レール１７上
を横スライダー５が往復動することによってその衝撃を
緩和するものである。したがって、いわゆる横振れ震動
に対しては３６０°全方位に対応して緩衝できるもので
ある。

【００１２】次に、免震装置ａの他の実施例について説
明すると、図５に示すように、横軸１と縦軸２の直角座
標軸の原点において、横軸１に沿う案内路３を開口する
とともに、該横軸１に直交する軸心（縦軸２と平行な軸
心）を回転軸として該案内路３内で対向する一対のロー
ラー４を軸支した横スライダー５を配設し、該横スライ
ダー５の下端をコンクリート杭２２に配設したダンパー
８の取付け金具１５の座板１６に螺着して成り、ダンパ
ー８は座板１６と軸部２４と該軸部２４の下端に一体の
該軸部２４より大径の抜け止め部４２とから成る取付け
金具１５と、前記軸部２４の側面から接合してフランジ
部４３においてコンクリート杭２２の上面にボルトで接
合され、該フランジ部４３と一体の中空軸部４４の下端
を抜け止め部４２に係着する二ツ割のブッシュ４５と、
コンクリート杭２２の中心部に掘設する収納孔４６と、
該収納孔４６に収納される緩衝体１３と、前記取付け金
具１５の座板１６の外周に接合されてコンクリート杭２
２の外周に外嵌するカバー４７から成る。この場合も、
上下方向の衝撃力は取付け金具１５の抜け止め部４２に
伝達されてコンクリート杭２２の収納孔４６に収納され
た緩衝体１３によって緩衝されるものである。なお、と
きとして、横スライダー５に負荷されるねじり力は、ダ
ンパー８における抜け止め部４２の下面と緩衝体１３の
回動自在な接触面において緩和されるものである。

【００１３】次に、本発明に係わる免震装置ｂについて
説明すると、図６、図７に示すように、免震装置ａの各
縦レール２０の前後それぞれを、相互に接合する接合板
２７に旋回軸受２８の下部回動２９盤を接合して成るも
のであり、使用に際しては、旋回軸受２８の上部回動盤
３０を建物の架台フレーム３１に接合するものである。
したがって、図７の直角方向における震動に対しては免
震装置ａにおいて各方向に沿う震動を緩衝するものであ
るが、該方向以外の方向、一例として矢印方向に沿う震
動に対しては、縦レール２０２０上を縦スライダー１８
が往復動するとともに、横レール１７上を横スライダー
５が往復動してその衝撃を緩和するものであるが、この
とき、左右の縦レール２０上を摺動する左右の各縦スラ
イダー１８の走行摩擦力は左右で同等であるから、旋回
軸受２８の下部回動盤２９を何れの方向にも回動しない
が、横レール１７を走行する横スライダー５の走行摩擦
力は旋回軸受２８の軸心に対して偏心位置で発生するか
ら、該走行摩擦力は直接建物の架台フレーム３１に伝達
されず、回転力として旋回軸受２８を回転しようとする
ものである。しかし横スライダー５はコンクリート杭２
２の上部に係止されたダンパー８のピストン９に係着さ
れているから、回転できず、前記回転力は該ピストン９
の剪断力として作用し、減衰された力として旋回軸受２
８の軸部を介して建物の架台フレーム３１に伝達される
ものである。

【００１４】本発明に提案する第３発明は、免震装置ａ
においては、図８、図９に示すように、また、免震装置
ｂにおいては、図１０に示すように、それぞれの縦レー
ル２０と横レール１７に案内される縦スライダー１８と
横スライダー５における各ローラー１９、４との接触案
内面３２が上に凸状の円弧面から成るものである。

【００１５】したがって、上記接触案内面３２によれ
ば、建物の荷重が該接触案内面３２から各ローラー４、
１９に伝達されるものであるから、地震の震動によっ
て、横スライダー５と横レール１７及び縦スライダー１
８と縦レール２０の接触位置が区々であっても、該接触
案内面３２の円弧面の中心（直角座標軸の原点）に復帰
しようとする作用が発生するものである。

【００１６】第４発明の免震用緩衝体ｃについて説明す
ると、図１１、図１２に示すように、スプリング３３を
外嵌するオイルダンパー３４の一端を該スプリング３３
の一端と共に、固定板３５に歳差自在に接合し、該オイ
ルダンパー３４の他端を前記スプリング３３の他端と共
に、歳差自在にボールジョイント３６のボール３７に接
合し、該ボールジョイント３６の球面体３８の周面４個
所に凹状の湾曲アーム３９の一端を十字状に接合し、各
湾曲アーム３９の他端を前記固定板３５に接合し、前記
ボール３７の下面に伸縮自在体４０の一端を係着し、該
伸縮自在体４０の他端を歳差自在に支持板４１に接合し
て成る。このとき、オイルダンパー３４の固定板３５に
対する支持点と支持板４１の支持点間を１：３に分割す
る位置に、ボールジョイント３６の中心を選択するもの
である。

【００１７】このようにして成る免震用緩衝体ｃは、図
４において、建物の架台フレーム３１の四隅に配設さ
れ、地震時の支持板４１の変動に対して、伸縮自在体４
０と支持板４１との接合点を中心に架台フレーム３１を
復元しようとするものであり、また、風圧に対してはオ
イルダンパー３４の引張力とスプリング３３の引張力に
より対抗するものである。なお、建物の架台フレーム３
１から地上に至る周面には、上下に摺動自在に係合する
周面カバーが、高耐衝撃プレート（商品名：カイダッ
ク）で形成されて配設される。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、免震装置
では、上下震動はもとより、３６０°全方位の震動を緩
衝し、さらに加えて震動終了時の建物の支持原点たる直
角座標軸の原点を復帰し易くし、また、免震用緩衝体に
おいては、前記免震装置の使用を前提として、震動停止
時の架台フレームの支持点の復元と風圧によるずれ防止
が図られるなどの効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる免震装置ａの平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図４】一例としての建物の架台フレーム３１に対する
コンクリート杭２２の配列状態の説明図。

【図５】本発明に係わる免震装置ａの他の実施例におけ
る原点の縦断面図。

【図６】本発明に係わる免震装置ｂの正面図。

【図７】図６の平面図。

【図８】免震装置ａの他の実施例に係わる要部を縦断し
た部分一側面図。

【図９】図８の一部を縦断したＰ矢視図。

【図１０】免震装置ｂの他の実施例に係わる一部を縦断
した正面図。

【図１１】免震装置ｃの正面図。

【図１２】図１１の平面図。

【符号の説明】

１ 横軸 ２ 縦軸 ３ 案内路 ４ ローラー ５ 横スライダー ６ ボス部 ７ 雌ネジ部 ８ ダンパー ９ ピストン １０ 雄ネジ部 １１ シリンダー １２ 頭部 １３ 緩衝体 １４ フランジ １５ 取付け金具 １６ 座板 １７ 横レール １８ 縦スライダー １９ ローラー ２０ 縦レール ２１ 接合体 ２２ コンクリート杭 ２３ 中空孔 ２４ 軸部 ２７ 接合板 ２８ 旋回軸受 ２９ 下部回動盤 ３０ 上部回動盤 ３１ 架台フレーム ３２ 接触案内面 ３３ スプリング ３４ オイルダンパー ３５ 固定板 ３６ ボールジョイント ３７ ボール ３８ 球面体 ３９ 湾曲アーム ４０ 伸縮自在体 ４１ 支持板 ４２ 抜け止め部 ４３ フランジ部 ４４ 中空軸部 ４５ ブッシュ ４６ 収納孔 ４７ カバー ａ 免震装置 ｂ 免震装置 ｃ 免震用緩衝体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平面における直角座標軸の原点におい
   て、何れか一方の座標軸に沿う案内路を開口するととも
   に、該座標軸に直交する軸心を回転軸として該案内路内
   で対向する一対のローラーを軸支したスライダーを配設
   し、該スライダーの下端部を上下方向の衝撃力を緩衝す
   るダンパーの上端部に係着し、前記一対のローラーを案
   内する所要長のレールの両端には、それぞれ他方の座標
   軸に沿う案内路を開口するスライダーをそれぞれ係着
   し、各スライダーの案内路内には該座標軸に直交する軸
   心を回転軸として対向する一対のローラーを軸支し、該
   一対のローラーを案内する所要長の各レールには、それ
   ぞれ各端相互に渡って接合体を一体にして成る免震装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免震装置において、接合
   体の上面に旋回軸受の下方の回動盤を接合して成る免震
   装置。
3. 【請求項３】 一方の座標軸に沿って配設されるレール
   と、他方の座標軸に沿って配設されるレールの各レール
   に案内されるスライダーの各ローラーとの接触案内面が
   上に凸状の円弧面から成る請求項１又は２記載の免震装
   置。
4. 【請求項４】 スプリングを外嵌するオイルダンパーの
   一端を、該スプリングの一端と共に固定板に歳差自在に
   接合し、該オイルダンパーの他端を、前記スプリングの
   他端と共に歳差自在にボールジョイントのボールに接合
   し、該ボールジョイントの球面体の周面４個所に凹状の
   湾曲アームの一端を十字状に接合し、各湾曲アームの他
   端を前記固定板に接合し、前記ボールの下面に伸縮自在
   体の一端を係着し、該伸縮自在体の他端を歳差自在に支
   持板に接合して成る免震用緩衝体。