JP2000192686A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的小規模の建造物に用いて、元の位置に
復帰する機能を有する免震装置を提供すること。 【解決手段】 凹及び／又は凸面を一部又は全体に構成
する摺動部材４を交差する方向に配設し、それぞれの摺
動部材の摺動面に沿って移動可能な摺動体を連結して成
る滑り子２と、該滑り子２を最初の位置に押し戻すため
の力を伝達する押し子３を配置する。前記の摺動部材４
は、地震による揺れにより、摺動面から滑り子２と押し
子３が脱落しないようにこれらを把持するような縁部を
有しており、断面が略Ｃ型の型鋼状としている。前記の
押し子２を押す部材は弾性体を用いる。弾性体は、ゴ
ム、螺旋状のスプリング、板バネなどが用いられる。本
実施例では屈曲した板バネ７を２個パンタグラフ状に配
置して、変位量に応じて反発力がほぼ一定になるような
構成にしている。交差する方向に配設した片側の摺動部
材４を地盤につながる基礎コンクリートに、他の側の摺
動部材４ａを建物の土台に固定して滑り子が何れの方向
にも移動できる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強風時には揺れず
地震の揺れを軽減する建造物の免震装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、国内に於ける地震による甚大な被
害が多数報じられ、地震から建物の倒壊や損傷を少しで
も防止したいとの観点から、免震装置に関する先行技術
は多数の提案がある。地盤の揺れを建造物にできるだけ
伝えないようにするための方法としては、ゴムなどの緩
衝部材を積層して地盤と建造物の間に設置するもの、可
動部材として球体を介在させるもの、部材を互いに面合
わせして滑擦させるもの、鋼材がその弾性を発揮して地
盤の揺れを吸収するもの、建造物の基礎となる部分を懸
架するか錘を懸架するもの、特別のアクチュエーターを
使用して地震の振幅に対応した動作をさせるものなどに
大別される。そして、何時発生するか判らない地震とそ
のときに確実に作動することが要求され、できることな
らば外部からのエネルギー供給を受けずに動作し得るよ
うな構造の免震装置が望まれる。建造物がビルディング
のような大型の場合はその重量も大きく姑息な手段では
とうてい対処できないが、小規模のアパートや戸建て住
宅においては簡便で安価な装置の提供が急務となってい
る。本発明に関する先行技術としては、特開平９−２２
９１３４号が挙げられるが、交差する二つの部材に球体
を転動させるもので一部に弾性体による緩衝部を設けて
いる。しかし地震発生以前に所在する建物の位置に復帰
する手段については特段の記載は見当たらない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、比較的小規模の建造物に用いて、元の位置
に復帰する機能を有する免震装置を提供することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、凹及び／又は
凸面を一部又は全体に構成する摺動部材を交差する方向
に配設し、それぞれの摺動部材の摺動面に沿って移動可
能な摺動体を連結して成る滑り子と該滑り子を最初の位
置に押し戻すための力を伝達する押し子を配置する。前
記の摺動部材は、滑り子を一方向に滑走させるために、
凹及び／又は凸面を一部又は全体に構成して真っ直ぐ移
動させやすいガイドの機能を有する摺動面を形成し、地
震による揺れにより、摺動面から脱落しないように滑り
子を把持するような縁部を有しており、一例として断面
が略Ｃ型の型鋼状としている。又、滑り子は複数の摺動
体とこれを連結する支柱から成り、摺動体は交差する方
向にそれぞれ設けられている。交差する角度は建造物が
住宅の場合は直角を基本としているので、ほぼ直角が好
ましい。他の建造物は梁の方向に沿って角度を定める。
摺動面は一段又は二段に設けられ、滑り子と押し子を別
の摺動面に設置するか、同一摺動面に双方を連ねて配置
する。何れにしても、滑り子は摺動部材の摺動面全長に
亘り摺動し得るようにする。

【０００５】更に、前記の押し子を所定位置で停止させ
るための停止部材を設置して、押し子が滑り子を押す限
度を定める。押し子が停止部材で停止する位置は、本発
明の免震装置が中立の位置にあり、地震の揺れにより滑
り子がいずれの位置に移動しても絶えず中立の位置に復
帰させようとする力を作用させる。

【０００６】そして、前記の押し子を押す部材には弾性
体を用いる。地震の揺れに対して伸縮するがその変位量
に従って反発力が変化するような部材が用いられる。例
えば、ゴム、螺旋状のスプリング、板バネ等が挙げられ
る。他に、空圧や油圧を利用するシリンダも用いること
ができるが、この場合はスプリングなどを併用してショ
ックアブソーバとしての効果をもたらすことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一例を図面を用いて説明
する。図１は、本発明の免震装置の全体を示す側面図で
あり、図２は、この免震装置を建物の駆体と地盤の基礎
との間に組み込んだ状態を示す側面図である。図３は、
本発明の免震装置の一部を示す斜視図であり、その平面
図を図４に示す。図５は、滑り子が移動したときの状態
を示す平面図である。図６は、摺動面を一段にした他の
例を示す斜視図である。

【０００８】

【実施例】図１に於いて、１は本発明の免震装置であ
り、同様な構成の機構が直交して組み合わされているの
で片側を断面で示している。２は滑り子、３は押し子で
ある。４，４ａは、摺動面５，５ａ及び６，６ａをそれ
ぞれ二段に並列に設けた摺動部材で、前出の滑り子と押
し子が地震の揺れで摺動面から脱落しないように把持す
るような形状の断面が略Ｃ型の形状をそれぞれに構成し
ている。７，７ａは弾性体で、本例では板バネを使用し
ている。以下の説明では片側の構成を免震装置１ａとし
他の側の構成を１ｂとして説明する。そして、滑り子２
のみが一体で摺動面５，５ａに接している。８はアンカ
ープレートで摺動部材４をボルトを用いて地盤の基礎に
固定する。

【０００９】本発明の免震装置１が建物の土台と地盤の
基礎コンクリートの間に組み込まれた状態を図２に示
す。９は建物の土台で、Ｈ型鋼を用いている。１０は上
部柱である。１１は壁材で断熱部材等を介して上部柱に
取り付けられる。壁の裾部分には水切り１２と防塵ゴム
板１３が壁の裾部全体に沿って取り付けられる。地震の
揺れで建物の土台９が移動するとき基礎コンクリート１
４の上面を掃くように動く。基礎コンクリート１４の上
面に土台モルタル１５を設けて、その上に本発明の免震
装置１ａをボルトで固定する。免震装置は１方向に摺動
する２組の交差する部分で構成されているから片方の免
震装置１ａを土台モルタルに、他の側の免震装置１ｂを
建物の土台９にボルトで固定する。地震の揺れは基礎コ
ンクリート１４を移動させるが免震装置１により揺れの
振幅は吸収され建物の土台９には揺れが軽減されて伝達
される。

【００１０】免震装置１の片方を免震装置１ａとし、そ
の詳細を図３（ａ）に斜視図で示す。二段に摺動面５及
び６を構成する摺動部材４には、それぞれ滑り子２及び
押し子３が摺動可能に配設される。滑り子２は同図
（ｂ）に示すように摺動体２ａ及び２ｂが交差方向に対
峙し双方を連結する支柱部２ｃから成っている。また、
押し子３は同図（ｃ）に示すように、摺動体３ａと，弾
性体としての板バネを支持する板バネ支持部３ｂから成
り、穴３ｃにピンを通して板バネを軸支する。この押し
子３は滑り子２の支柱部２ｃを対向して押すように一対
設けられる。それぞれの押し子は滑り子の支柱部２ｃを
押し、元の位置に復帰させる作用と、揺れによる衝撃を
吸収するための板バネ７を擁している。板バネ７の両端
は片側を摺動部材４の板バネ支点支持部４ａに、他の側
を押し子３の板バネ支持部３ｂに軸支される。８は摺動
部材４を土台モルタル１５に固定するためのアンカープ
レートである。以上述べた免震装置１ａは滑り子２を介
して交差する方向に対峙させて設ける同様の構成の免震
装置１ｂに連なり、免震装置１ｂは建物の土台９に固定
される。斯くして、地震のいずれの方向の揺れにも滑り
子は移動することができる。一般に建物は直角を基本に
建てられるから、免震装置の交差する方向は互いに直交
する方向が好ましい。

【００１１】更に、免震装置１ａの摺動部材４の長手方
向の中央部には、押し子３を停止させる停止部材１６を
設置している。この停止部材は摺動部材の上縁部を突出
させたもので、押し子３は滑り子の支柱部２ｃを絶えず
中央部に押し戻すように作用し、停止部材を越えて移動
することができないので、建物を所定の元の位置に復帰
させる時、対向する押し子は板バネの押す力のバランス
した位置に留まるわけではないから元の位置へ正確に且
つ素早く復帰させることができる。地震の発生していな
い平常時には、各押し子は停止部材に押し当たって静止
し、滑り子は押し子の押す力を受けずに中立位置に留ま
る。押し子の支柱の側面と押し子の側面とは接するか僅
かな隙間が生ずるように停止部材の位置を定める。

【００１２】つぎに、板バネの動作状況について述べ
る。図４は、免震装置１ａの平面図であり、図５は、地
震の揺れで滑り子と押し子が移動した状態を示す平面図
である。図４に於いて、滑り子の支柱部２ｃは中立位置
（元の位置）にあって、押し子３は停止部材１６を押し
つけるが移動せず支柱部２ｃに接する位置にある。板バ
ネ７はくの字型に屈曲した状態で２個が向き合って摺動
部材４の各支持端のピン１７に軸支されている。この様
な状態の板バネ７は地震の揺れにより滑り子の支柱部２
ｃが移動しようとするとき初期に於いては大きな反発力
を示すが屈曲の角度θが小さくなるにつれて反発力はほ
ぼ一定しストロークの長い弾性体となる。地震の水平方
向の振幅は３００ｍｍに達するときもあるが、通常は１
００〜２００ｍｍと想定される。仮に２００ｍｍの支柱
部の移動があった場合を図５に示す。片側の板バネ７は
大きく変形するがこれに対向する他の側の板バネは停止
部材１６に押し当たったままである。本例は弾性体とし
て板バネを使用したが、弾性体に要求される反発力は、
変位初期に於いては強くその後の変位量に対してはでき
るだけ一定のものが望まれる。

【００１３】弾性体として、板バネをパンタグラフ形状
にして用いたのは、開角角度θ（図４参照）の設定によ
り、滑り子が摺動部材の中央に位置するときは、弾性係
数が大きく（変形させるために大きな力を必要とし）、
板バネ支点支持部４ａ側に位置するときには、中央位置
に位置するときに比較してその値を僅かに小さくなるよ
うに設計する。その結果、その結果中央位置近くでは、
板バネ支点支持部４ａ側近くに比較して大きな力で滑り
子は中央位置へ強制復帰させられる事となる。一般的
に、地震力による加速度は振幅の両端で最大となり変位
方向は反極点をもつため、滑り機構により基礎が振動し
ても慣性の法則で建物が静止に近い状態にある時は、摺
動部材の板バネ支点支持部４ａ側に於ける、バネによる
復帰力は小さくて済み、本発明の機構と一致する。これ
らの特徴により地震時には地盤の振動エネルギーが建物
に流れることを極力防ぎ、風など建物に直接作用する外
力に対しては地盤に対して相対変位を生じにくい構造と
なっている。

【００１４】上述したような弾性体としては、パンタグ
ラフのような構造が適しており、屈曲した板バネの組み
合わせは最も簡単なものである。従ってアームを組み合
わせて菱形に構成し対角位置をスプリングで引っ張る形
状の弾性体も用いることができる。その他、コイルスプ
リングに油圧又は空圧シリンダーを組み合わせて油圧を
制御する方式の弾性体などを用いることができる。

【００１５】以上述べた面震装置１ａは、滑り子及び押
し子の摺動部を２段に重ねているが、図６に示すよう
に、これらを同一の摺動面に配設してもよい。摺動部材
４ｃは一つの摺動面を設けており、滑り子２の摺動体２
ａ及び押し子３の摺動体３ａを連ねて挿入している。従
って、押し子３は、直接滑り子の摺動体２ａを押す。こ
の場合も押し子は停止部材１６ａに押し当たって静止す
るので、滑り子を中立位置に素早く押し戻すことができ
る。これにより、支柱２ｃの高さを低くすることができ
るので、地震による水平方向の応力に対して安全性を高
めることができる。面震装置の高さは、直接建物の高さ
に現れるから低い方が好ましい。

【００１６】摺動部材４，４ａの摺動面の構造は、長手
方向に直角な面の断面が、滑り子や押し子が真っ直ぐに
移動できることができれば特に限定はなく、本実施例の
ように断面が略Ｃ型の他に、一部にレールとなる凸及び
／又は凹状の断面形状の摺動面を構成してもよい。又、
摺動部材の材質は金属製又は樹脂製が用いられ、摺動面
が材質そのままの面を用いるほかシリコン、フッ素等の
摩擦抵抗の少ない材料をライニングしてもよい。金属製
の場合は腐食による表面の摩擦抵抗が変化しないように
亜鉛メッキ、クロムメッキなどを施して用いる。その
他、摺動面にスライドベアリングを用いることもできる
が、この場合は、弾性体にダンパーを併用したものが好
ましい。摺動部材及び滑り子は長期間の暴露による発錆
を防ぎ且つ摺動時の摩擦による影響を押さえるために、
防錆と放熱効果の高いアルミニウム合金が好ましい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の面震装置
は建物を交差する方向に摺動し得るような滑り子を用い
て支持すると共に、最初の位置に押し戻す力を絶えず与
えるための押し子を別途配置し、この押し子を所定の位
置に停止させるための停止部材を設置しているので、対
向する方向の弾性体の押し合う中立点とは異なり、中立
位置近辺でも押し戻す力は大きいから確実に建物を最初
の位置に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震装置の側面図である。

【図２】本発明の免震装置を建物に組み込んだ状態の側
面図である。

【図３】免震装置の片側を示す斜視図である。

【図４】免震装置の平面図である。

【図５】免震装置が作動したときの平面図である。

【図６】他の実施態様の免震装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

1,1a,1b 免震装置 ２ 滑り子 2a,2b 摺動体 ３ 押し子 3a 摺動体 ４ 摺動部材 ５ 摺動面 ６ 摺動面 ７ 板バネ ８ アンカープレート ９ 建物の土台 13 ゴム板 14 基礎コンクリート 16 停止部材 17 ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹及び／又は凸面を一部又は全体に構成
   する摺動部材を交差する方向に配設し、それぞれの摺動
   部材の摺動面に沿って移動可能な摺動体を連結して成る
   滑り子と該滑り子を最初の位置に押し戻すための力を伝
   達する押し子を配置した免震装置。
2. 【請求項２】 前記の押し子を所定位置で停止させる停
   止部材を設置して成る請求項１に記載の免震装置。
3. 【請求項３】 前記の押し子を押す部材が弾性体である
   請求項１，２に記載の免震装置。