JP2000065129A

JP2000065129A - 免震装置のトリガー機構

Info

Publication number: JP2000065129A
Application number: JP10228976A
Authority: JP
Inventors: Ikuko Sashita; 郁子指田; Naoki Kato; 直樹加藤
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2000-03-03
Anticipated expiration: 2018-08-13
Also published as: JP4117814B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で、構造物が風荷重等により揺動す
るのを回避すると共に、地震発生時には効果的に免震機
能を果たすことができ、而も弾性域、降伏荷重、塑性域
等の挙動を任意に設定できるようにする。【解決手段】建物２と地盤３との間に介装され、水平方
向の振動エネルギを相対変位して吸収する転がり支承体
４と、円柱状剛性部材５および中空弾塑性体６の組合わ
せにより当該水平方向の振動エネルギを減衰させるトリ
ガー機構７とを備え、トリガー機構は、地盤に固定され
る下部ブッシュ１２と、この下部ブッシュの直上に配置
され建物に固定される上部ブッシュ１３とを有し、円柱
状剛性部材が下部ブッシュおよび上部ブッシュに嵌合さ
れ、さらに下部ブッシュおよび上部ブッシュ間に位置す
る円柱状剛性部材の外周には中空弾塑性体６が嵌着さ
れ、且つ中空弾塑性体は軸方向の両端のみが円柱状剛性
部材に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は戸建て住宅などの
構造物に用いられる免震装置のトリガー機構に係り、特
に強風によって構造物が揺動するのを抑止する免震装置
のトリガー機構に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、戸建て住宅等の比較的軽量な構造物を免震するた
めに、図８に示すような免震装置が提案されている。図
８（ａ）に示す免震装置７０は、構造物７１と、これを
支持する基礎７２との間に、水平面を滑動自在な球体７
３と、この球体７３を滑動自在に載置するための凹曲面
７４が上面に形成された受皿７５とから構成されてい
る。この免震装置７０によれば、水平動に対して滑動自
在な球体７３が受皿７５の上面に形成された凹曲面７４
を滑動することができるので、復元力を与えることが可
能になる。

【０００３】また、図８（ｂ）に示す免震装置８０は、
構造物８１と、これを支持する基礎８２との間に、中空
断面形状に形成された中空積層ゴム８３が介装されてい
る。この中空積層ゴム８３は、鉛直方向には硬いばねを
持ち大荷重を支持し、水平方向にはゴム特有の柔らかい
ばねにより大変形することができる。この免震装置８０
によれば、水平動に対して水平方向に剪断変形するの
で、復元力を与えることが可能になる。

【０００４】しかしながら、このような戸建て住宅等の
比較的軽量な構造物を基準に設計されている免震装置７
０、８０では、風荷重等により作動して構造物を水平方
向へ揺動させる場合があるので、日常における居住性が
損なわれる難点があった。このような難点に対して、構
造物が風荷重等により揺動するのを回避すると共に、地
震発生時に効果的に免震するために、免震装置（特開平
９−２２１９３５号公報）、免震装置（特開平８−１５
８６９７号公報）、免震装置（特開平９−３１０５３３
号公報）、地震入力低減装置（特開平９−２７３３３０
号公報）が提案されている。

【０００５】特開平９−２２１９３５号公報に開示され
た免震装置は図９に示すように、地上構造物９１と地盤
９２との間に介装されて、地震動に対し地上構造物９１
の応答を抑制する免震手段９３と、地上構造物９１およ
び地盤９２間に介装されたダンパー装置９４とを設け
て、上記地上構造物９１に作用する風速が設定値を超え
た場合には、コントローラ９５によって減衰力を高める
ようにダンパー装置９４を制御するものである。

【０００６】このような免震装置９０によれば、地上構
造物９１が風に煽られて揺動するのをコントローラ９５
によって制御されるダンパー装置９４で回避できると共
に、地震発生時には免震手段９３によって効果的に免震
機能を果たすことができるが、電気信号等により電気・
油圧等を自動的に制御するので、設備費や維持費等のコ
ストが上がる難点があった。また、停電等により制御不
能に陥る難点がった。

【０００７】特開平８−１５８６９７号公報に開示され
た免震装置は図１０に示すように、上部構造物１０１と
基礎部１０２との間に介在され、基礎部１０２に対して
上部構造物１０１を水平方向に滑動可能に支承する滑り
支承１０３と、上部構造物１０１および基礎部１０２に
上下端部がそれぞれ固定されて水平方向に弾性変形可能
な弾性体１０４とを備えている。なお、弾性体ではな
く、図８（ａ）に示すような水平面を滑動自在な球体７
３と、この球体７３を滑動自在に載置するための凹曲面
７４が上面に形成された受皿７５とから成る転がり支承
を用いた免震装置も提案されている。

【０００８】このような免震装置によれば弾性体１０４
や転がり支承によって免震周期を長周期化させると共
に、滑り支承１０３によって振動を減衰させることがで
きるが、滑り支承１０３は滑り面の平行を保つ施工が困
難であり、また、平滑な滑り面の長期維持も極めて困難
であった。特開平９−３１０５３３号公報に開示された
免震装置は図１１に示すように、構造物１１１と基礎１
１２との間に並列に介装され、直列に接続された切り離
し部材１１３および弾性部材１１４とを備えた複数個の
反力機構要素１１５とから構成され、各反力機構要素１
１５における切り離し部材１１３が、それぞれ異なる荷
重によって切り離されるように構成されている。なお、
切り離し部材１１３は所謂シェアーピンの機能を奏する
ように、その一部に断面積が縮小された剪断部を有する
ボルトから構成されている。この剪断部の断面積によっ
て剪断荷重が設定されている。

【０００９】このような免震装置１１０によれば、所定
値以上の荷重が負荷されたときに切り離し部材１１３が
構造物１１１の拘束を解いて構造物１１１に所定値以上
の反力が加わることを防止することができるが、所定値
の荷重設定によっては中地震でも構造物１１１の拘束が
解かれずに、反力が加わってしまう難点があった。特開
平９−２７３３３０号公報に開示された地震入力低減装
置は図１２に示すように、建築物を支える基礎スラブ１
３１と地盤１３２に埋め込まれた基礎杭１３３との接触
面の摩擦抵抗を低減させるローラベアリング１３４と、
基礎スラブ１３１と基礎杭１３３とを係合させて基礎杭
１３３に加わる水平力を基礎杭１３３に伝達すると共に
所定水平力の印加によって剪断する柱状部材１３５とを
備えて構成されている。柱状部材１３５は基礎スラブ１
３１の底面に埋設され、且つ基礎杭１３３の上面に開口
して形成された柱状溝１３６に嵌合されている。

【００１０】このような地震入力低減装置１３０によれ
ば、所定震度以下の地震ではローラベアリング１３４に
よる建築物の横滑りが柱状部材１３５によって抑止さ
れ、所定震度以上の地震では柱状部材１３５に所定の水
平力が加わって柱状部材１３５は剪断し、建築物はロー
ラベアリング１３４によって横滑りするので、建築物が
風に煽られて揺動するのを回避できると共に、所定震度
以上の地震発生時には効果的に免震機能を果たすことが
できる。しかしながら、所定震度以上の地震時に柱状部
材１３５が剪断されて水平方向へ大きく変位後、装置が
原点復帰する際に剪断された柱状部材同士が接触して原
点復帰を阻害するブレーキ現象（図１３）を生ずる虞が
あった。このブレーキ現象は建築物に衝撃力を与えるこ
とになる。また、大地震によって建築物が水平方向へ大
きく変位した時にローラベアリング１３４と柱状部材１
３５とが干渉して免震機能が低下してしまう虞があっ
た。

【００１１】このような地震入力低減装置１３０の難点
に対して、柱状部材１３５と基礎杭１３３との隙間を大
きくとることが考えられるが、強風や小地震時にローラ
ベアリング１３４の横滑りによって揺れることになるの
で、効果的に免震することができなくなる。また、これ
ら免震装置等の難点に対して、図１４に示すような免震
装置のトリガー機構１４０が提案されている。このトリ
ガー機構１４０は、地盤１４１に固定される下部ブッシ
ュ１４２と、下部ブッシュ１４２直上に配置され建物１
４３に固定される上部ブッシュ１４４と、下部ブッシュ
１４２および上部ブッシュ１４４に嵌合される柱状弾塑
性体１４５とから構成され、下部ブッシュ１４２および
上部ブッシュ１４４間には所定のクリアランスW10が設
けられている。

【００１２】このようなトリガー機構１４０によれば、
柱状弾塑性体１４５の降伏力の設定次第で水平方向の振
動エネルギに対して、展延性に富んだ状態で塑性変形さ
せたり、塑性破壊させることができる。したがって、構
造物が風荷重等により揺動するのを回避すると共に、地
震発生時には効果的に免震機能を果たすことができる。

【００１３】しかしながら、強風時や小地震時に加わる
繰返し微小振動により柱状弾塑性体１４５に変形が生じ
たり、中地震時による塑性変形が繰返し加わることによ
り柱状弾塑性体１４５が徐々に変形し破断部において体
積が変化するので、破断荷重が下がってしまうなどの難
点があった。また、破断荷重が大きく設定された場合に
は、柱状弾塑性体１４５を大きくしなければならないの
で、トリガー機構が大サイズ化され、コストが上がるな
どの難点があった。さらに、施行時に下部ブッシュ１４
２および上部ブッシュ１４４間のクリアランスW10を調
整しなければならないので、作業者によるクリアランス
誤差が生じ、柱状弾塑性体１４５の降伏荷重の変動要因
となったり、作業性が悪くなるなどの難点があった。

【００１４】本発明は、このような従来の難点を解決す
るためになされたもので、簡易な構成で、構造物が風荷
重等により揺動するのを回避すると共に、地震発生時に
は効果的に免震機能を果たすことができ、而も弾性域、
降伏荷重、塑性域等の挙動を任意に設定できる免震装置
のトリガー機構を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の免震装置のトリガー機構は、構造物および基
礎間または上部構造物および下部構造物間に、水平方向
に発生する振動エネルギによって大きく相対変位して当
該振動エネルギを吸収する振動エネルギ吸収手段と共に
並列に介装され、水平方向の振動エネルギが第１の所定
値以上になると塑性破壊する剛性部材と、前記水平方向
の振動エネルギが第２の所定値以上になると展延性に富
んだ状態で塑性破壊するまで弾塑性変形する弾塑性体と
から構成された免震装置のトリガー機構であって、基礎
または下部構造物に固定される下部の中空案内部材と、
下部の中空案内部材の直上に配置され構造物または上部
構造物に固定される上部の中空案内部材とを有し、剛性
部材が下部の中空案内部材および上部の中空案内部材に
嵌合され、さらに下部の中空案内部材および上部の中空
案内部材間に位置する剛性部材の外周には中空の弾塑性
体が嵌着され、且つ当該中空の弾塑性体は軸方向の両端
のみが剛性部材に固定されているものである。

【００１６】このように構成された免震装置のトリガー
機構によれば、強風や小・中地震時には剛性部材あるい
は弾塑性体の高い初期剛性により構造物または上部構造
物の揺れを抑制させることができる。また、大地震時に
は剛性部材が破壊すると共に弾塑性体が弾塑性変形して
振動を減衰させ、さらに弾塑性体が弾塑性変形すると塑
性破壊するので、振動エネルギ吸収手段により構造物ま
たは上部構造物の振動周期は長周期化される。したがっ
て、弾性域、降伏荷重、塑性域等の挙動を任意に設定で
きるようになるので、免震設計が容易になると共に小型
化できる。さらに、中空の弾塑性体の軸方向の両端のみ
が剛性部材に固定されていることから、中空の弾塑性体
は水平方向に発生する振動エネルギにより弾塑性変形し
ても軸方向に体積変化しなくなるので、降伏力の低下を
防ぐことができる。

【００１７】また、本発明の免震装置のトリガー機構に
おいて剛性部材は、下部の中空案内部材内の下部で空間
を確保するように上部の中空案内部材に固定されている
ことが好ましい。これにより、大地震による水平方向の
力により剛性部材が破壊されて分裂しても、下部の中空
案内部材内に残された剛性部材片は、当該下部の中空案
内部材内の空間へ重力によって落下するので、剛性部材
片同士が接触するブレーキ現象を回避することができ
る。

【００１８】また、本発明の免震装置のトリガー機構に
おいて下部の中空案内部材の内周面および剛性部材の外
周面間には、隙間が設けられていることが好ましい。こ
れにより、剛性部材をスムーズに直線移動させることが
できる。また、本発明の免震装置のトリガー機構におい
て下部の中空案内部材および剛性部材は、摺動抵抗の少
ない摺動材を介して嵌合されていることが好ましい。こ
れにより、下部の中空案内部材に残された剛性部材片を
引っ掛かることなくスムーズに落下させることができ
る。

【００１９】また、本発明の免震装置のトリガー機構に
おいて剛性部材の予め定められた位置の周方向には、溝
が切り欠かれていることが好ましい。これにより、剛性
部材の破断個所や破断挙動を任意に設定できるようにな
るので、施行時における降伏荷重の設定が容易になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の免震装置のトリガ
ー機構の実施の一形態について、図面を参照して説明す
る。本発明が適用される免震装置は図１（ａ）に示すよ
うに、比較的軽量な構造物である建物２と、基礎である
地盤３との間に介装され、水平方向に発生する振動エネ
ルギによって大きく相対変位して当該水平方向の振動エ
ネルギを吸収する振動エネルギ吸収手段である転がり支
承体４と、当該水平方向の振動エネルギが第１の所定値
以上になると塑性破壊する剛性部材５、および当該水平
方向の振動エネルギが第２の所定値以上になると展延性
に富んだ状態で塑性破壊するまで弾塑性変形する弾塑性
体６から構成される本発明のトリガー機構７とを備えて
いる。この転がり支承体４とトリガー機構７とは、建物
２と地盤３とが大きく相対変位したときに互いに干渉す
ることのない位置へ並列に配置されている。

【００２１】転がり支承体４は、建物２に固定されボー
ルベアリング８を転動自在に下方に突出させて支承する
支承部材９と、一定の曲率から成り中心部が最深となる
凹曲面部１０が設けられた受皿部材１１とから成り、支
承部材９のボールベアリング８が受皿部材１１の凹曲面
部１０上で転動するように構成されている。したがっ
て、水平方向へ移動した支承部材９は建物２の重力作用
で凹曲面部１０に沿って元の位置、即ち、凹曲面部１０
の最深位置に戻ることができる。これにより、建物２
は、元の位置に完全復帰することができる。なお、この
ような凹曲面部１０は必ずしも一定の曲率である必要は
なく、ある角度から成る傾斜面、あるいは外周に向かう
にしたがって徐々に曲率が大きくなるような形状のもの
でもよい。

【００２２】トリガー機構７は図１（ｂ）に示すよう
に、剛性部材５が円柱に形成され、この円柱状剛性部材
５の外周には、中空に形成された弾塑性体６が嵌着され
ている。さらに、トリガー機構７は、地盤３に固定され
る中空案内部材である下部ブッシュ１２と、下部ブッシ
ュ１２直上に配置され建物２に固定される中空案内部材
である上部ブッシュ１３とを有し、中空弾塑性体６が嵌
着された円柱状剛性部材５が下部ブッシュ１２および上
部ブッシュ１３に嵌合されている。これにより、トリガ
ー機構７を小型化できる。

【００２３】円柱状剛性部材５は、予め定められた位置
に溝５ａが全周に亘って切り欠かれている。これによ
り、円柱状剛性部材５の破断個所や破断挙動を任意に設
定できるようになるので、施行時におけるトリガー機構
７の降伏荷重の設定が容易になる。なお、溝５ａは、図
２（ａ）に示すようなＶ溝５０ａや、図２（ｂ）に示す
ようなエッジのない溝５０′ａでもよく、円柱状剛性部
材５の降伏力の設定次第で形状や溝深さが決定される。
このような溝５ａは、円柱状剛性部材５が地盤３に固定
された下部ブッシュ１２および建物２に固定された上部
ブッシュ１３に嵌合されたときに、この下部ブッシュ１
２と上部ブッシュ１３との隙間W1のほぼ中心に位置する
ことになり、さらに、中空弾塑性体６によって覆われる
ことになる。

【００２４】中空弾塑性体６は図１（ｂ）に示すよう
に、止めバンド１４によって軸方向の両端６ａ、６ｂの
みが円柱状剛性部材５に固定されている。これにより、
中空弾塑性体６は、水平方向に発生する振動エネルギに
より弾塑性変形しても軸方向には体積変化しないので、
降伏力の低下を防ぐことができる。このようなトリガー
機構５に用いられる円柱状剛性部材５としては、鉄、
鋼、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、金等の金
属材料や、カーボン樹脂などの剛性の高い樹脂材料が好
ましい。また、中空弾塑性体６としては、屋外放置され
る使用環境を考慮すると、劣化が少なく、而も展延性に
富み且つ容易に弾塑性変形できる純鉛が好ましいが、弾
塑性変形可能なポリエチレン等の樹脂材料や、亜鉛、ア
ルミニウム、ニッケル、銅、銀、金等の金属材料でもよ
い。なお、中空弾塑性体６の降伏点は、トリガー機構５
に要求される免震挙動に応じて円柱状剛性部材５の破壊
点の前後、あるいは破壊点と同時に設定される。

【００２５】この円柱状剛性部材５が嵌合される下部ブ
ッシュ１２および上部ブッシュ１３は、円柱状剛性部材
５より剛性の高い材料が好ましく、例えば、一般構造用
圧延鋼材や機械構造用炭素鋼鋼材等の剛性材料もしくは
剛性の高い樹脂材料がよい。なお、下部ブッシュ１２の
内周に摺動材としてポリテトラフルオロエチレン等のフ
ッ素樹脂や硬質クロームメッキ等をコーティングするこ
とにより、円柱状剛性部材５を下部ブッシュ１２内にお
いて引っ掛かることなくスムーズに摺動させることがで
きる。この際、円柱状剛性部材５は下部ブッシュ１２内
の下部で空間を確保するように上部ブッシュ１３に固定
させるとよい。これにより、大地震による水平方向の力
により円柱状剛性部材５が破壊されて分裂しても、下部
ブッシュ１２内に残された円柱状剛性部材５の破断片は
当該下部ブッシュ１２内の空間へ重力によって落下する
ので、破断片同士が接触するブレーキ現象を回避するこ
とができる。

【００２６】また、下部ブッシュ１２の内周面１２ａお
よび円柱状剛性部材５の外周面５ｂ間に隙間W2を設けて
もよい。この際、下部ブッシュ１２の内周に摺動材をコ
ーティングしたときと同様に、円柱状剛性部材５は下部
ブッシュ１２内の下部で空間を確保するように上部ブッ
シュ１３に固定させるとよい。なお、隙間W2は、０．０
２〜０．５mmが好ましい。これは、比較的軽量な建物２
の重量に対応した円柱状剛性部材５を、下部ブッシュ１
２内でスムーズに上下方向に移動させるためである。ま
た、円柱状剛性部材５の直径が大きくなる場合には、円
柱状剛性部材５の直線性を考慮して、この隙間W2を０．
１〜１mmにするとよい。上限を１mmにしたのは、これ以
上大きくすると、円柱状剛性部材５の直線性を保つこと
が困難になるからである。さらに、下部ブッシュ１２の
内周面１２ａに摺動抵抗の少ない摺動材をコーティング
した場合は、隙間W2を±０mmにしても、円柱状剛性部材
５を上下方向に移動させることが可能になる。

【００２７】このように構成された免震装置１のトリガ
ー機構７を、転がり支承体４によって地盤３上に支承さ
れた建物２と地盤３との間に設置する場合について説明
する。なお、建物２は予め転がり支承体４によって支承
されているものとする。また、円柱状剛性部材５を下部
ブッシュ１２および上部ブッシュ１３に嵌合させるため
には、上部ブッシュ１３を建物２に固定させ下部ブッシ
ュ１２を地盤３に固定させると、建物２を所定位置まで
上昇させなければならないので、図３に示すような２分
割されたブッシュ２２、２３を使用する。さらに、中空
弾塑性体６の降伏点を図４に示すように、円柱状剛性部
材５の破壊点後とする。

【００２８】まず、中空弾塑性体６を円柱状剛性部材５
に嵌着する。この際、中空弾塑性体６は、円柱状剛性部
材５に切り欠かれた溝５ａを覆った状態で、止めバンド
１４により円柱状剛性部材５の軸方向の両端６ａ、６ｂ
のみを固定する。そして、建物２の予め定められた箇所
に、一方の上部ブッシュ２３Ａを固定ボルト１９で固定
させ、この一方の上部ブッシュ２３Ａ内に中空弾塑性体
６が嵌着された円柱状剛性部材５を仮組みさせる。

【００２９】円柱状剛性部材５を一方の上部ブッシュ２
３Ａに仮組み後、当該一方の上部ブッシュ２３Ａに他方
の上部ブッシュ２３Ｂを取付ボルト１８で締結させ、さ
らに、他方の上部ブッシュ２３Ｂを建物２に固定ボルト
１９で固定させて、円柱状剛性部材５をこの組合わされ
た上部ブッシュ２３に固着させる。この際、中空弾塑性
体６が上部ブッシュ２３あるいは下部ブッシュ２２に干
渉しないように調整する。

【００３０】次に、上部ブッシュ２３に固着された円柱
状剛性部材５に一方の下部ブッシュ２２Ａを嵌合させ、
この一方の下部ブッシュ２２Ａに他方の下部ブッシュ２
２Ｂを取付ボルト１６で締結させる。さらに、組合わさ
れた下部ブッシュ２２を地盤３上に固定ボルト１５、１
７で固定させて、トリガー機構７の組立てが完了する。

【００３１】また、トリガー機構７の円柱状剛性部材５
および中空弾塑性体６が塑性破壊して分裂した後は、２
分割された上部ブッシュ２３および下部ブッシュ２２の
各取付ボルト１６、１８を外し、さらに、この上部ブッ
シュ２３および下部ブッシュ２２のそれぞれ一方のブッ
シュの固定ボルトを外すことにより当該各ブッシュを取
り外して、円柱状剛性部材５および中空弾塑性体６の各
破断片を取除く。そして、上部ブッシュ２３および下部
ブッシュ２２の損傷を点検して、損傷がなければ中空弾
塑性体６が嵌着された新規の円柱状剛性部材５を上述し
た組立要領で組立てる。このように、２分割された上部
ブッシュ２３および下部ブッシュ２２を有するトリガー
機構７によれば、円柱状剛性部材５および中空弾塑性体
６が塑性破壊して分裂しても容易に付け替えることがで
きるようになる。

【００３２】なお、２分割されたブッシュを上部、下部
の何れか一方に使用した場合でも、建物２を所定の位置
まで上昇させることなくトリガー機構７を組立てること
は可能である。また、ブッシュが２分割されていない場
合には、上部ブッシュを建物に、下部ブッシュを地盤上
にそれぞれ固定後、上部ブッシュおよび下部ブッシュ間
に中空弾塑性体を配置させ、建物に設けられた孔から円
柱状剛性部材を挿入して上部ブッシュ、中空弾塑性体お
よび下部ブッシュに嵌入して組立ててもよく、また、上
部ブッシュおよび下部ブッシュに、中空弾塑性体が嵌着
された円柱状剛性部材を組込んでから、建物および地盤
上に固定させてもよい。

【００３３】次に、上述のように設置された免震装置１
の免震動作について説明する。建物２に強風や小・中地
震による水平方向の振動エネルギが加わると、トリガー
機構７の円柱状剛性部材５は図５に示すように、高い初
期剛性により建物２の揺れを抑制させる。また、建物２
に大地震による水平方向の振動エネルギが加わると、揺
れによる応力がトリガー機構７の円柱状剛性部材５の溝
５ａに集中するので、円柱状剛性部材５はこの溝５ａで
破壊する。その後、図４に示すように、トリガー機構７
の中空弾塑性体６が弾塑性変形して円柱状剛性部材５の
破壊による衝撃を緩和する。さらに、中空弾塑性体６が
弾塑性変形していくと、図６に示すように、塑性破壊す
るので、転がり支承体４により建物２の振動周期は長周
期化される。この際、建物２および地盤３が大きく相対
変位したときに円柱状剛性部材５および中空弾塑性体６
が塑性破壊して分裂するので、下部ブッシュ２２内に残
された円柱状剛性部材５の破断片は当該下部ブッシュ２
２内の空間へ重力によって落下するので、円柱状剛性部
材５および中空弾塑性体６の各破断片同士が接触するブ
レーキ現象を回避することができる。また、上部ブッシ
ュ２３に固着された円柱状剛性部材５が重力によって落
下しても上部ブッシュ２３と下部ブッシュ２２とは大き
く相対変位しているので、円柱状剛性部材５および中空
弾塑性体６の各破断片同士が接触するブレーキ現象を回
避することができる。

【００３４】また、建物２の振動周期を長周期化させて
も、転がり支承体４とトリガー機構７とは互いに干渉す
ることのない位置に配置されているので、大地震によっ
て建物２が水平方向へ大きく変位しても正常な免震機能
を確保できる。なお、本発明の実施の一形態によれば、
剛性部材に円柱のものを使用したが、これに限らず、四
角形や多角形でもよい。これは、剛性部材の降伏力が断
面積−剪断応力の関係で求まるからである。この際、剛
性部材を四角形や多角形にした場合は、中空の弾塑性体
もその剛性部材に嵌合させることができるような形状に
形成させる。

【００３５】また、本発明の実施の一形態によれば、剛
性部材に中空の弾塑性体を嵌着させるために、止めバン
ドを使用していたが、これに限らず、ホモゲン加工によ
り溶着してもよい。ここで、ホモゲン加工とは、鉄の表
面を酸洗いして、その上に融着液を塗布したり鉛錫合金
めっきをしたりして剛性部材と中空弾塑性体とを融着さ
せる加工をいう。なお、剛性部材と中空の弾塑性体との
定着はホモゲン加工に限らず、定着できれば、どのよう
な溶着または接着でもよく、また、非溶着や非接着とな
る嵌合でもよい。

【００３６】また、建物の揺れ幅および揺れ時間を抑制
するために、図７に示すようにダンパ２４をトリガー機
構７とは別置で、建物２および地盤３間に設けてもよ
い。この際、ダンパ２４は転がり支承体４と別置（図示
通り）または一体形成で配することができる。また、本
発明のトリガー機構が適用される免震装置の設置箇所は
構造物および地盤間には限らず、例えば上部構造物およ
び下部構造物となるビルの８階と９階との間に設置して
もよい。

【００３７】さらに、上述した本発明の実施の各形態に
よれば、振動エネルギ吸収手段として転がり支承体を使
用していたが、これに限らず、積層ゴムなど、振動エネ
ルギを吸収できればどのようなものでもよい。このよう
な本発明のトリガー機構が適用される免震装置は、除振
作用を有しているのは元より、振動を発生する機器から
基礎に当該振動が伝われば、防振作用することになる。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の免震装
置のトリガー機構によれば、剛性部材に中空の弾塑性体
を嵌着させたものをトリガーとしたので、弾性域、降伏
荷重、塑性域等の挙動を任意に設定することができる。
これにより、破断荷重が大きく設定されていても小型化
できる。したがって、製造コストを下げることが可能に
なる。

【００３９】また、中空の弾塑性体の軸方向の両端のみ
を剛性部材に固定させているので、中空の弾塑性体は水
平方向に発生する振動エネルギにより塑性変形しても体
積が変化しなくなる。これにより、中空の弾塑性体に微
小振動が繰返し加わっても、体積変化による降伏力が低
下する現象をなくすことができるので、塑性破壊挙動は
受けた荷重の履歴に拘らず一定にすることができる。

【００４０】さらに、剛性部材の予め定められた位置の
周方向に溝を切り欠けば、剛性部材の破断個所や破断挙
動を任意に設定できるようになるので、施行時における
降伏荷重の設定が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震装置のトリガー機構の実施の一形
態を示す図で、（ａ）は免震装置の全体図、（ｂ）はト
リガー機構の詳細図。

【図２】本発明の免震装置のトリガー機構に用いられる
剛性部材に切り欠く溝を示す図で、（ａ）はＶ溝の詳細
図、（ｂ）はエッジのない溝の詳細図。

【図３】本発明の免震装置のトリガー機構の他の実施の
一形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。

【図４】本発明の免震装置のトリガー機構、円柱状剛性
部材および中空弾塑性体の剪断応力Ｐと剪断ひずみδと
の関係を表すグラフ。

【図５】本発明の免震装置のトリガー機構の円柱状剛性
部材が強風や小・中地震による水平方向の振動エネルギ
を受けた場合の剪断応力Ｐと剪断ひずみδとの関係を表
すグラフ。

【図６】本発明の免震装置のトリガー機構の中空弾塑性
体が大地震による水平方向の振動エネルギを受けた場合
の円柱状弾塑性体の剪断応力Ｐと剪断ひずみδとの関係
を表すグラフ。

【図７】本発明の免震装置のトリガー機構の他の実施の
一形態を示す側断面図。

【図８】従来の免震装置を示す全体図。

【図９】従来の免震装置を示す全体図。

【図１０】従来の免震装置を示す全体図。

【図１１】従来の免震装置を示す全体図。

【図１２】従来の免震装置（地震入力低減装置）を示す
詳細図。

【図１３】図１２の従来の免震装置が所定震度以上の地
震による水平方向の振動エネルギを受けた場合の柱状部
材の剪断応力Ｐと剪断ひずみδとの関係を表すグラフ。

【図１４】従来の免震装置のトリガー機構を示す詳細
図。

【符号の説明】

１・・・・・免震装置２・・・・・建物（構造物）３・・・・・地盤（基礎）４・・・・・転がり支承体（振動エネルギ吸収手段）５・・・・・円柱状剛性部材５ａ・・・・・溝５ｂ・・・・・円柱状剛性部材の外周面６・・・・・中空弾塑性体７・・・・・トリガー機構１２、２２・・・・・下部ブッシュ（下部の中空案内部材）１２ａ・・・・・下部ブッシュの内周面１３、２３・・・・・上部ブッシュ（上部の中空案内部材） W2・・・・・下部ブッシュの内周面と円柱状剛性部材の外周
面との隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J048 AA06 AA07 AB07 AC06 AD05 BD01 BD04 BD06 BG02 DA01 DA04 EA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物および基礎間または上部構造物およ
び下部構造物間に、水平方向に発生する振動エネルギに
よって大きく相対変位して当該振動エネルギを吸収する
振動エネルギ吸収手段と共に並列に介装され、前記水平
方向の振動エネルギが第１の所定値以上になると塑性破
壊する剛性部材と、前記水平方向の振動エネルギが第２
の所定値以上になると展延性に富んだ状態で塑性破壊す
るまで弾塑性変形する弾塑性体とから構成された免震装
置のトリガー機構であって、前記基礎または前記下部構造物に固定される下部の中空
案内部材と、前記下部の中空案内部材の直上に配置され
前記構造物または前記上部構造物に固定される上部の中
空案内部材とを有し、前記剛性部材が前記下部の中空案
内部材および前記上部の中空案内部材に嵌合され、さら
に前記下部の中空案内部材および前記上部の中空案内部
材間に位置する前記剛性部材の外周には中空の前記弾塑
性体が嵌着され、且つ当該中空の弾塑性体は軸方向の両
端のみが前記剛性部材に固定されていることを特徴とす
る免震装置のトリガー機構。
【請求項２】前記剛性部材は前記下部の中空案内部材内
の下部で空間を確保するように前記上部の中空案内部材
に固定されていることを特徴とする請求項１記載の免震
装置のトリガー機構。
【請求項３】前記下部の中空案内部材の内周面および前
記剛性部材の外周面間には隙間が設けられていることを
特徴とする請求項２記載の免震装置のトリガー機構。
【請求項４】前記下部の中空案内部材および前記剛性部
材は、摺動抵抗の少ない摺動材を介して嵌合されている
ことを特徴とする請求項２または３記載の免震装置のト
リガー機構。
【請求項５】前記剛性部材の予め定められた位置の周方
向には溝が切り欠かれていることを特徴とする請求項
１、２、３または４記載の免震装置のトリガー機構。