JP2000088046A - 建築物等における免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免震機構の凹面を凸面よりも大きくしてその
中央部に平坦部を存在させ、平坦部の外側に制動部を設
けることにより、さほど多くない板の積層数で地震の大
きい横揺れを吸収させて建築物等へは伝わらせないよう
にする。 【解決手段】 基礎１に固定した下盤３と、建築物等４
に固定した上盤６との間に免震機構Ａが設置される建築
物等における免震構造であって、前記免震機構Ａが多数
の板９を対応面の一方に設けた凸面７が他方に設けた前
記凸面７よりも大きい凹面８に係合して、板９間に隙間
ｈを生じるように重合させた構成を有して、この免震機
構Ａにおける凹面８は、その中央部に凸面７を自由移動
させる平坦部８ａを有し、平坦部８ａの外側に凸面７の
移動に抵抗を与える制動部８ｂを有する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物等における
免震構造。詳しくは地震による基礎の振動が建築物等へ
伝わることを少なくさせて建築物等の地震被害を軽減す
る免震構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物等における免震構造として、基礎
に固定した下盤と、建築物等に固定した上盤との間に免
震機構が設置される建築物等における免震構造であっ
て、前記免震機構を多数の板が対応面の一方に設けた凸
面を他方に設けた前記凸面よりも大きい凹面に係合し
て、板間に隙間を生じるように重合された構成のもの
は、本発明者の先願に係る特開平９−３１７０２９号公
報により知られている。

【０００３】しかしながら、前記免震構造は、免震機構
の凸面と凹面を半径の異なる球状面としたものであるた
め、地震時、板が僅かに横滑りするだけで、凹面の球状
面へすぐ凸面が乗り上げて制動力を受けるので、一段当
たりの板の横滑り距離が僅かしか取れなくて、板の積層
数を多くして丈高の免震構造を構成しても、地震の横揺
れ巾が大きいとこれを吸収し切れず、建築物等に伝えて
被害を発生する危険が存在した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題を解
決するためになされたもので、免震機構の凹面を凸面よ
りも大きくして、 その中央部に平坦部を存在させ、平坦
部の外側に制動部を設けることにより、さほど多くない
板の積層数でも地震の大きい横揺れを吸収させて建築物
等へは伝わらせないようにできる免震構造を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明に係る請求項１の建築物等におけ
る免震構造は、基礎に固定した下盤と、建築物等に固定
した上盤との間に免震機構が設置される建築物等におけ
る免震構造であって、前記免震機構が多数の板を対応面
の一方に設けた凸面が他方に設けた前記凸面よりも大き
い凹面に係合して、板間に隙間を生じるように重合させ
た構成を有して、この免震機構における凹面は、その中
央部に凸面を自由移動させる平坦部を有し、平坦部の外
側に凸面の移動に抵抗を与える制動部を有する構成であ
ることを特徴とする。

【０００６】また、請求項２の建築物等における免震構
造は、免震機構における凹面が、その中央部に凸面を自
由移動させる平坦部を有し、平坦部の外側に円弧面また
は傾斜面として凸面の移動に漸増抵抗を与える制動部を
有する構成であることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面に付いて本発明に係る
建築物等における免震構造の実施の形態を説明する。

【０００８】図において符号Ａは、本発明に係る建築物
等における免震構造に採用した免震機構である。この免
震機構Ａは、図１に示す通り基礎１へ所要数のアンカー
ボルト２により固定した鋼材の下盤３と、建築物等４へ
所要数のボルト５により固定した鋼材の上盤６との間へ
設置するもので、その構成は、一面に多数の凸面７を、
他面に多数の凹面８を、それぞれ所定の間隔で設けた鋼
材の板９を図３、図４に示すように下側の板９の凹面８
に上側の板９の凸面７が係合して、凹面８の深さと凸面
７の高さとの差により上下の板９の間に僅かな隙間ｈが
存在するにように多数重ね合わせて、最下段の板９を下
盤３に結合し、最上段の板９を上盤６に結合することに
より免震構造を構成させたものであって、前記上下の板
９，９間の隙間ｈは、板９に歪応力が発生しても相互干
渉を起こさず円滑な横滑りを行わせる。なお、各板９は
凹面８を上側に、凸面７を下側に設けると、凹面８に潤
滑剤が溜るため、潤滑、防錆の効果が良好となって好ま
しいものである。しかし、機能的には板９の上側に凸面
７を、下側に凹面８を設ける構成としても差し支えな
い。

【０００９】前記免震機構Ａにおける一方の板９に設け
られる凸面７は、図４に示すように中央に直径φの平坦
部７ａを有し、平坦部７ａの外側に半径ｒの円弧面７ｂ
を有する形状とし、凹面８は、中央部に直径Φの平坦部
８ａを有し、平坦部８ａの外側に半径Ｒの円弧面の制動
部８ｂを有する形状として、凹面８の平坦部８ａにおい
ては凸面７が抵抗を受けずに自由に移動でき、円弧面を
なす制動部８ｂにおいては円弧面により漸増抵抗を受け
るため移動が停止するようにしたものである。しかし、
制動部８ｂは、前記のように円弧面により凸面７の移動
に漸増抵抗を与えるだけではなく、図９に示すように凸
面７をテーパー状に形成し、これに対して凹面８を平坦
部８ａの外側にテーパー状の制動部８ｂを有する形状と
して、凸面７が制動部８ｂに当たると即座に移動を止め
られる構成とすることもでき、更に、図８に示すように
円弧面の制動部８ｂの外側に垂直面の制動部８ｂ’を併
設して、この制動部８ｂにより即制動を利かせるように
すれば、平坦部８ａを広げて横滑りを増すことができ
る。

【００１０】前記免震機構Ａにおける多数の板９に設け
られる凹面８及び凸面７の配置は、中央部に平坦部８ａ
を有し、その周囲に円弧状の制動部８ｂを有する凹面８
については、上側の板９の凹面８を図６に実線で示し、
下側の板９の凹面８を同図に点線で示すと、実線で示す
凹面８と点線で示す凹面８とが図６の状態に位置ずれ
し、中央部に平坦部７ａを有し、その周囲に円弧面７ｂ
を有する凸面７については上側の板９の凸面７を図７に
実線で示し、下側の板９の凸面７を同図に点線で示す
と、実線で示す凸面７と点線で示す凸面７とが図７の状
態に位置ずれするように設定して、下側の板９が圧縮力
を受ける位置をなるべく多くして、多数の板９の積み重
ねと相俟って多くの位置に圧縮力を分散させることによ
り、圧縮力に耐えて各板９が隔離した状態で円滑に横滑
りすると供に、各凹面８に急激な圧縮応力が作用すると
きは、各凸面７の変形歪みによって圧縮応力が吸収され
るようにする。

【００１１】なお、前記免震機構Ａにおいて各板９に設
ける凸面７は、中心部に直径φの平坦部７ａを設けて、
この平坦部７ａにより作用荷重を分散させる構成として
あるが、凸面７の数が多い場合等には必ずしも平坦部７
ａを設ける必要はなく、凸面７を球の一部分をなす形状
に形成してもよい。更に、各板９に設ける凹面８は、前
記の場合中央の平坦部８ａの外側に円弧面をなす制動部
８ｂを存在させた形状としてあるが、制動部８ｂは凸面
７に漸増抵抗を与える目的のものであるから、必ずしも
円弧面である必要はなく傾斜面であっても同様の機能が
果たされる。

【００１２】前記免震機構Ａを構成する多数の板９は、
摩擦抵抗を受けずに移動し得ることが肝要である。従っ
て、凹面８と凸面７との接触面を潤滑すると共に、鋼材
である板９の錆や腐食を生じさせないために、前記隙間
ｈに耐熱油等の防錆を兼ねた潤滑剤を充填して置く。そ
して、この潤滑剤を凹面８と凸面７の間に保留するた
め、凸面７の平坦部７ａ側には図９に示すように保油溝
１０を例えば十字状等に設けるものとし、この保油溝１
０は凹面８の平坦部８ａ側に設けてもよい。また、潤滑
剤の充填に際してはこれが外へ垂れ落ち易いから、下盤
３の下側に外へ張り出す受皿１１を取り付けて、この受
皿１１のアンカーボルト２等が貫通する部分には公知の
コーキングを施して潤滑剤が漏洩しないようにして置
く。

【００１３】前記のように構成される建築物等の免震構
造は、常態においては各凸面７が図４に示すように各凹
面８の中心部に静止している。しかし、地震が発生して
その横揺れを基礎１から下盤３を介してに最下段の板９
に伝えると、この板９に設けた凹面８が中央部に直径Φ
の平坦部８ａを有するため、Φの半分の距離Ｌ１だけは
凸面７との接触抵抗に変化を生じないため、この距離Ｌ
１は自由移動し、その後、円弧面の制動部８ｂが凸面７
に係合して凸面７を押し上げＬ２だけ更に移動し、次の
板９に掛る建築物等４の荷重により制動力を受けると停
止する。すると、次の板９も前記同様の作用を行ってＬ
１＋Ｌ２の移動を行えば停止し、その次の板９に移動を
起こさせる動作を多数の板９全体によって反復させる。
したがって、板９の組数をｎとすれば（Ｌ１＋Ｌ２）×
ｎの横滑り距離を稼げることになるので、この横滑り距
離が予想される地震の最大横ゆれ幅に安全率を見込んだ
値となる免震機構Ａを構成して、この免震機構Ａを建築
物等４と基礎１との間に設置して置けば、地震の横揺れ
幅が想定される範囲内であればその振動を吸収させて建
築物等４へは殆ど伝わらないようにして地震の被害を防
ぐことができる。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の効果 前述した通り、本発明
に係る建築物等の免震構造は、多数の板を積み重ねて構
成する免震機構の凹面を凸面よりも大きくし、その中央
部に平坦部を存在させ、平坦部の外側に制動部を存在さ
せたため、板一枚当たりの横滑り距離が平坦部により増
大されて、しかも、横滑りの終期においては制動部によ
る滑り制止で滑り動作を次の板へ移す作用を多数の板に
おいて順次反復させるので、板の積層数を減らした丈の
低い免震機構でも、地震の揺れ巾が想定される範囲内で
あれば、揺れを充分に吸収させて建築物等へは伝わらな
いようにして免震の目的を確実に達成することができ
る。請求項２の効果免震機構の凹面を中央に存在させた
平坦部の周囲に円弧面または傾斜面の制動部を設けた構
造としたため、平坦部を自由移動した凸面は制動部に移
ると抵抗を漸増されて移動を次の板へ移してこの際、効
果的な制動を行うため振動エネルギーの減衰にも有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建築物等における免震構造を示す
正面図である。

【図２】建築物等と上盤と免震機構の一部を破断した平
面図である。

【図３】免震機構の構造を示す一部分の拡大縦断正面図
である。

【図４】免震機構における凸面と凹面の係合状態を示す
部分拡大断面図である。

【図５】免震機構における凸面と凹面の地震による係合
ずれを示す部分拡大断面図である。

【図６】免震機構を構成する二組の凹面の配置を示す部
分平面図である。

【図７】同上の凸面の配置間隔を粗にした場合の平面図
である。

【図８】凹面における制動部を漸増抵抗式と急激抵抗式
の２種類を併設した場合の部分断面図である。

【図９】凹面における制動部を急激抵抗式だけとした場
合の部分断面図である。

【符号の説明】

Ａ 免震機構 １ 基礎 ３ 下盤 ４ 建築物等 ６ 上盤 ７ 凸面 ８ 凹面 ８ａ 平坦部 ８ｂ 制動部

【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月２３日（１９９９．８．２
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題を解
決するためになされたもので、免震機構の凹面を凸面よ
りも大きくして、 その中央部に平坦部を存在させ、平坦
部の外側に制動部を設けることにより、さほど多くない
鋼材の板の積層数でも地震の大きい横揺れを吸収させて
建築物等へは伝わらせないようにできる免震構造を提供
する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明に係る請求項１の建築物等におけ
る免震構造は、基礎に固定した鋼材の下盤と、建築物等
に固定した鋼材の上盤との間に免震機構が設置される建
築物等における免震構造であって、前記免震機構が多数
の鋼材の板を対応面の一方に設けた凸面が他方に設けた
前記凸面よりも大きい凹面に係合して、鋼材の板間に隙
間を生じるように多数重ね合わせ、この多数重ね合わさ
れた鋼材の板が横滑りを起こすことによってこの滑り動
作を次の鋼材の板に伝えて振動を吸収するように構成
し、この免震機構における凹面は、その中央部に凸面を
自由移動させる平坦部を有し、平坦部の外側に凸面の移
動に抵抗を与える制動部を有する構成であることを特徴
とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】図において符号Ａは、本発明に係る建築物
等における免震構造に採用した免震機構である。この免
震機構Ａは、図１に示す通り基礎１へ所要数のアンカー
ボルト２により固定した鋼材の下盤３と、建築物等４へ
所要数のボルト５により固定した鋼材の上盤６との間へ
設置するもので、その構成は、一面に多数の凸面７を、
他面に多数の凹面８を、それぞれ所定の間隔で設けた鋼
材の板９を図３、図４に示すように下側の鋼材の板９の
凹面８に上側の鋼材の板９の凸面７が係合して、凹面８
の深さと凸面７の高さとの差により上下の鋼材の板９の
間に僅かな隙間ｈが存在するにように多数重ね合わせ
て、最下段の鋼材の板９を下盤３に結合し、最上段の鋼
材の板９を上盤６に結合することにより免震構造を構成
させたものであって、前記上下の鋼材の板９，９間の隙
間ｈは、鋼材の板９に歪応力が発生しても相互干渉を起
こさず円滑な横滑りを行わせる。なお、各鋼材の板９は
凹面８を上側に、凸面７を下側に設けると、凹面８に潤
滑剤が溜るため、潤滑、防錆の効果が良好となって好ま
しいものである。しかし、機能的には鋼材の板９の上側
に凸面７を、下側に凹面８を設ける構成としても差し支
えない。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】前記免震機構Ａにおける一方の鋼材の板９
に設けられる凸面７は、図４に示すように中央に直径φ
の平坦部７ａを有し、平坦部７ａの外側に半径ｒの円弧
面７ｂを有する形状とし、凹面８は、中央部に直径Φの
平坦部８ａを有し、平坦部８ａの外側に半径Ｒの円弧面
の制動部８ｂを有する形状として、凹面８の平坦部８ａ
においては凸面７が抵抗を受けずに自由に移動でき、円
弧面をなす制動部８ｂにおいては円弧面により漸増抵抗
を受けるため移動が停止するようにしたものである。し
かし、制動部８ｂは、前記のように円弧面により凸面７
の移動に漸増抵抗を与えるだけではなく、図９に示すよ
うに凸面７をテーパー状に形成し、これに対して凹面８
を平坦部８ａの外側にテーパー状の制動部８ｂを有する
形状として、凸面７が制動部８ｂに当たると即座に移動
を止められる構成とすることもでき、更に、図８に示す
ように円弧面の制動部８ｂの外側に垂直面の制動部８
ｂ’を併設して、この制動部８ｂにより即制動を利かせ
るようにすれば、平坦部８ａを広げて横滑りを増すこと
ができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】前記免震機構Ａにおける多数の鋼材の板９
に設けられる凹面８及び凸面７の配置は、中央部に平坦
部８ａを有し、その周囲に円弧状の制動部８ｂを有する
凹面８については、上側の鋼材の板９の凹面８を図６に
実線で示し、下側の鋼材の板９の凹面８を同図に点線で
示すと、実線で示す凹面８と点線で示す凹面８とが図６
の状態に位置ずれし、中央部に平坦部７ａを有し、その
周囲に円弧面７ｂを有する凸面７については上側の鋼材
の板９の凸面７を図７に実線で示し、下側の鋼材の板９
の凸面７を同図に点線で示すと、実線で示す凸面７と点
線で示す凸面７とが図７の状態に位置ずれするように設
定して、下側の鋼材の板９が圧縮力を受ける位置をなる
べく多くして、多数の鋼材の板９の積み重ねと相俟って
多くの位置に圧縮力を分散させることにより、圧縮力に
耐えて鋼材の板９が隔離した状態で円滑に横滑りすると
供に、各凹面８に急激な圧縮応力が作用するときは、各
凸面７の変形歪みによって圧縮応力が吸収されるように
する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】なお、前記免震機構Ａにおいて各鋼材の板
９に設ける凸面７は、中心部に直径φの平坦部７ａを設
けて、この平坦部７ａにより作用荷重を分散させる構成
としてあるが、凸面７の数が多い場合等には必ずしも平
坦部７ａを設ける必要はなく、凸面７を球の一部分をな
す形状に形成してもよい。更に、各鋼材の板９に設ける
凹面８は、前記の場合中央の平坦部８ａの外側に円弧面
をなす制動部８ｂを存在させた形状としてあるが、制動
部８ｂは凸面７に漸増抵抗を与える目的のものであるか
ら、必ずしも円弧面である必要はなく傾斜面であっても
同様の機能が果たされる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】前記免震機構Ａを構成する多数の鋼材の板
９は、摩擦抵抗を受けずに移動し得ることが肝要であ
る。従って、凹面８と凸面７との接触面を潤滑すると共
に、鋼材である鋼材の板９の錆や腐食を生じさせないた
めに、前記隙間ｈに耐熱油等の防錆を兼ねた潤滑剤を充
填して置く。そして、この潤滑剤を凹面８と凸面７の間
に保留するため、凸面７の平坦部７ａ側には図９に示す
ように保油溝１０を例えば十字状等に設けるものとし、
この保油溝１０は凹面８の平坦部８ａ側に設けてもよ
い。また、潤滑剤の充填に際してはこれが外へ垂れ落ち
易いから、鋼材の下盤３の下側に外へ張り出す受皿１１
を取り付けて、この受皿１１のアンカーボルト２等が貫
通する部分には公知のコーキングを施して潤滑剤が漏洩
しないようにして置く。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】前記のように構成される建築物等の免震構
造は、常態においては各凸面７が図４に示すように各凹
面８の中心部に静止している。しかし、地震が発生して
その横揺れを基礎１から鋼材の下盤３を介してに最下段
の鋼材の板９に伝えると、この鋼材の板９に設けた凹面
８が中央部に直径Φの平坦部８ａを有するため、Φの半
分の距離Ｌ１だけは凸面７との接触抵抗に変化を生じな
いため、この距離Ｌ１は自由移動し、その後、円弧面の
制動部８ｂが凸面７に係合して凸面７を押し上げＬ２だ
け更に移動し、次の鋼材の板９に掛る建築物等４の荷重
により制動力を受けると停止する。すると、次の鋼材の
板９も前記同様の作用を行ってＬ１＋Ｌ２の移動を行え
ば停止し、その次の鋼材の板９に移動を起こさせる動作
を多数の鋼材の板９全体によって反復させる。したがっ
て、鋼材の板９の組数をｎとすれば（Ｌ１＋Ｌ２）×ｎ
の横滑り距離を稼げることになるので、この横滑り距離
が予想される地震の最大横ゆれ幅に安全率を見込んだ値
となる免震機構Ａを構成して、この免震機構Ａを建築物
等４と基礎１との間に設置して置けば、地震の横揺れ幅
が想定される範囲内であればその振動を吸収させて建築
物等４へは殆ど伝わらないようにして地震の被害を防ぐ
ことができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【発明の効果】請求項１の効果 前述した通り、本発明
に係る建築物等の免震構造は、多数の鋼材の板を積み重
ねて構成する免震機構の凹面を凸面よりも大きくし、そ
の中央部に平坦部を存在させ、平坦部の外側に制動部を
存在させたため、鋼材の板一枚当たりの横滑り距離が平
坦部により増大されて、しかも、横滑りの終期において
は制動部による滑り制止で滑り動作を次の鋼材の板へ移
す作用を多数の鋼材の板において順次反復させるので、
鋼材の板の積層数を減らした丈の低い免震機構でも、地
震の揺れ巾が想定される範囲内であれば、揺れを充分に
吸収させて建築物等へは伝わらないようにして免震の目
的を確実に達成することができる。請求項２の効果免震
機構の凹面を中央に存在させた平坦部の周囲に円弧面ま
たは傾斜面の制動部を設けた構造としたため、平坦部を
自由移動した凸面は制動部に移ると抵抗を漸増されて移
動を次の鋼材の板へ移してこの際、効果的な制動を行う
ため振動エネルギーの減衰にも有効である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎に固定した下盤と、建築物等に固定
   した上盤との間に免震機構が設置される建築物等におけ
   る免震構造であって、 前記免震機構が多数の板を対応面の一方に設けた凸面が
   他方に設けた前記凸面よりも大きい凹面に係合して、板
   間に隙間を生じるように重合させた構成を有して、 この免震機構における凹面は、その中央部に凸面を自由
   移動させる平坦部を有し、平坦部の外側に凸面の移動に
   抵抗を与える制動部を有する構成であることを特徴とす
   る建築物等における免震構造。
2. 【請求項２】免震機構における凹面が、その中央部に凸
   面を自由移動させる平坦部を有し、平坦部の外側に円弧
   面または傾斜面として凸面の移動に漸増抵抗を与える制
   動部を有する構成であることを特徴とする請求項1 記載
   の建築物等における免震構造。