JP2001116081A - 免振用トリガー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリガーレベルを建造物の重量とは独立して
設定でき、建造物に残留変位が生じた場合においても変
位した位置で建造物と基礎とを再び固定することができ
るようにする。 【解決手段】 基礎２０上に免振装置を介して支持され
た建造物２１に枢支されアーム２５が固定されたアーム
固定軸２４と、アーム２５を貫通させたアーム把持軸３
２が中心に固定された円盤３１と、基礎２０上に取り付
けられ円盤３１の回動を抑制するアクチュエーター２７
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、免振装置の設置さ
れた建造物の地震以外の振動（風や交通機関から発生す
る振動など）がある一定レベル以上になった際に、建造
物を基礎に対して固定するための免振用トリガー装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】免振装置は、一定の強さ以上の地震波に
感応するようにしないと、建造物の外壁に作用する風圧
や、地震以外の微小な振動によって建造物が必要以上に
振動してしまい、居住者に一種の船酔い感覚や不安感を
与えてしまう。免振用トリガー装置は、このようなこと
を防ぐため、一定値以上の振動や外乱振動、または一定
値以下の風速で免振装置が働くようにし、それ以外のと
きには建造物と基礎とを固定状態にするために使用され
るものである。

【０００３】図６は、摩擦力を利用した従来の免振用ト
リガー装置の縦断面図であって、地盤１の上には、図６
の紙面に垂直方向に長く延びて上面の中央部が低く両端
部がやや高い緩やかな凹状に湾曲している摩擦材２を固
着し、建造物３の下面には、左右方向に長く延びて下面
の中央部が高く両端部がやや低い緩やかな逆凹状に湾曲
している摩擦材４を固着し、建造物３を、摩擦材４，２
を介して地盤１上に支持し、地盤１の振動加速度が摩擦
材４，２間の摩擦力以上になった時、摩擦材２に対して
摩擦材４が建造物３と共に相対的に変位し得るようにし
たものである（特開平１０−７３１４５号公報参照）。

【０００４】図７は、油圧シリンダとセンサとを利用し
た従来の免振用トリガー装置の系統図であって、地盤１
の上に油圧シリンダ５を固着し、油圧シリンダ５に嵌装
されているピストン６の両面にピストンロッド７，７の
端部を、図示しない免振装置で支持されている建造物３
の下面に結合し、ピストン６の両側にあるシリンダ室
８，９を、流量調節弁１０を備えたパイプ１１で接続
し、地盤１には加速度センサ１２を設け、地盤１の振動
加速度が一定値以下の時には流量調節弁１０が閉じてピ
ストン６の動きをロックして地盤１に対する建造物３の
水平変位を規制し、地盤１の振動加速度が一定値を超え
た時には制御装置１３によって流量調節弁１０を開いて
ピストン６及びピストンロッド７が油圧シリンダ５に対
して変位し得るようにし、地盤１に対して建造物３が水
平に変位できるようにしたものである（特開平２−２８
９７６９号公報参照）。

【０００５】図８は、慣性力を利用した従来の免振用ト
リガー装置の正面図であって、地盤１上には柱状体１４
を鉛直に立設し、図示しない免振装置で支持されている
建造物３の下面には、地盤１上の柱状体１４に対向させ
て柱状体１４と同一断面の柱状体１５を鉛直に固着し、
柱状体１４，１５の対向部分に環状のロック部材１６を
嵌め、建造物３の下面とロック部材１６の上面とには、
互いに対向する位置にマグネット等の支持部材１７ａ，
１７ｂを取付け、常時は支持部材１７ａ，１７ｂの吸着
によりロック部材１６が柱状体１４，１５の対向部分の
外側を囲んで柱状体１４，１５の相対変位をロックし、
地盤１が一定以上の上下振動をした時に、ロック部材１
６の慣性力で図９に示すように支持部材１７ａ，１７ｂ
が離脱してロック部材１６が落下し、地盤１に対して建
造物３が相対的に水平方向に変位できるようにしたもの
である（特開平１０−３８０２１号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す摩擦力を利
用した従来の免振用トリガー装置は、摩擦材４，２間の
摩擦力を一定値以上の振動の時に免振装置が働くように
するトリガーとして利用している。この場合、建造物３
の重量と摩擦材４，２間の摩擦係数とによってトリガー
レベル（水平方向の滑り出し荷重）が決まる。

【０００７】一方、摩擦材４，２間の摩擦係数は免振性
能に影響を与えるため、トリガーレベルのみ独立に設定
することはできない。これは免振性能が優先するためト
リガーレベルが付随的になるからである。また、摩擦材
４，２間の摩擦係数も主に材質やその表面荒さで決まる
ため、摩擦係数の範囲が限定されて最適の状態に調整す
ることは困難であった。

【０００８】図７に示す油圧シリンダとセンサとを利用
した従来の免振用トリガー装置は、油圧系統をコントロ
ールするため、トリガー値（ここではある一定の加速度
値）は自由に調節可能であるが、機構が複雑で高価にな
ってしまう問題があった。

【０００９】図８、図９に示す慣性力を利用した従来の
免振用トリガー装置は、機構が簡単なため低コストであ
るが、トリガー値をロック部材１６の慣性力による離脱
を利用しているため、この免振用トリガー装置を複数個
設けた場合には、作動にばらつきがでて不安定になる可
能性があり、地震終了後、建造物３に残留変位が生じた
場合には、柱状体１４，１５がずれて再び固定すること
が不可能になってしまう問題があった。

【００１０】本発明は、このような問題を解消し、トリ
ガーレベル（水平方向の滑り出し荷重）を建造物の重量
とは独立して設定でき、地震終了後に建造物に残留変位
が生じた場合においても変位した位置で建造物と基礎と
を再び固定することができ、また摩擦材を付加すること
により簡単にダンパーとしての機能も持たせることがで
きるようにした免振用トリガー装置を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基礎
上に免振装置を介して支持された建造物に枢支されアー
ムが固定されたアーム固定軸と、前記アームを貫通させ
たアーム把持軸が中心に固定された円盤と、前記基礎上
に取り付けられ前記円盤の回動を抑制するアクチュエー
ターと、を備えたことを特徴とする免振用トリガー装置
に係るもので、円盤に対するアクチュエーターの回動抑
制力でトリガーレベルが決まり、建造物の重量とは無関
係にトリガーレベルを決めることが可能になり、建造物
と基礎との位置のずれに対してアームはアーム把持軸と
摺動変位し得るため、地震終了後に建造物と基礎との間
に残留変位があっても、アームを初期位置に戻す必要が
なくなる。

【００１２】請求項２の発明は、アクチュエーターが、
円盤の回動を抑制すると共にアーム把持軸をアームの軸
線に直交する方向に変位させることを特徴とする請求項
１に記載の免振用トリガー装置に係るもので、アームの
アーム把持軸貫通箇所に摩擦力の変化を与え、アームの
アーム把持軸に対する変位の摩擦抵抗力を増加して建造
物と基礎とを固定することが可能になる。

【００１３】請求項３の発明は、アーム把持軸のアーム
貫通孔から該アーム把持軸の軸端に亘って形成した切込
みと、円盤の回動を抑制するアクチュエーターと連動し
て作動し前記切込みの間隔を調節する第２のアクチュエ
ーターと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の
免振用トリガー装置に係るもので、円盤の回動抑制とア
ームの変位抑制とを同時に行い、建造物と基礎とを強力
に固定することが可能になる。

【００１４】請求項４の発明は、アーム固定軸の建造物
に対する枢支部とアーム固定軸との間に介装された摩擦
材と、円盤とアクチュエーターとの間に介装された摩擦
材と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載の免振用トリガー装置に係るもの
で、円盤の回動とアームの変位とに摩擦抵抗を与え、建
造物の振動を摩擦減衰させることが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態の一
例を示す縦断面図であって、基礎２０の上には、図示し
ない免振装置を介して建造物２１が支持されている。建
造物２１の下面には、シリンダー状に形成されている枢
支部２２の上端外周の固定フランジ２３が固定されてい
て、アーム固定軸２４の上端を枢支部２２によって回動
可能に枢支しており、アーム固定軸２４の下端部側面に
は、水平に配置したアーム２５の端部が固定されてい
る。

【００１６】一方、基礎２０上には、アーム２５の中間
部下方に位置するようにアクチュエーター函体２６が固
定されていて、アクチュエーター函体２６の内部には、
空気バネ等のアクチュエーター２７が収納されている。
そしてアクチュエーター２７の内部は、アクチュエータ
ー函体２６の外部に接続されている空気管２８に連通し
ていて、建造物２１の近傍の風速が一定値を超えている
時には図示しない風速センサーを介して空気管２８から
作動用の圧縮空気２９がアクチュエーター２７の内部に
供給され、建造物２１の近傍の風速が一定値以下の時に
は、アクチュエーター２７内部の圧縮空気２９は、空気
管２８、図示しない風速センサーを介して外部に排出さ
れるようになっている。

【００１７】アクチュエーター函体２６内部のアクチュ
エーター２７の上には、円盤状の昇降板３０が載置され
ており、更に昇降板３０の上には、別の円盤３１が載置
されている。そして円盤３１の上面中心には、上方へ向
けたアーム把持軸３２が固定されている。このアーム把
持軸３２はアクチュエーター函体２６の頂部を摺動自在
に貫通していて、アーム把持軸３２の上端近くにはアー
ム貫通孔３３が水平に穿設され、前述したアーム２５を
貫通させている。このアーム貫通孔３３の孔径は、アー
ム２５の外径よりも僅かに大きな寸法になっている。

【００１８】次に、図１に示した装置の作用を説明す
る。

【００１９】建造物２１の近傍の風速が一定値以下の時
には、図２に示すようにアクチュエーター２７内部の圧
縮空気２９は、空気管２８、図示しない風速センサーを
介して外部に排出されるため、アクチュエーター２７は
収縮して、アクチュエーター２７の上に載置されている
昇降板３０並びに円盤３１は、自重により下降する傾向
になり、円盤３１はアーム把持軸３２、アーム貫通孔３
３を介してアーム２５から吊り下げられている状態にな
る。

【００２０】この状態で基礎２０と建造物２１との間に
図２の左右方向の相対的変位が生ずると、アーム２５は
アーム貫通孔３３の内部で摺動し、低い摩擦力でアーム
２５とアーム把持軸３２とは図２の左右方の相対的変位
を行うため、基礎２０と建造物２１との間には、図２の
左右方向の相対的変位に対する規制力は殆ど生じない。

【００２１】また、図２の円盤３１がアーム２５から吊
り下げられている状態で、基礎２０と建造物２１との間
に図２の紙面に対して垂直方向の相対的変位が生ずる
と、アーム２５はアーム固定軸２４の軸芯を中心として
回動し、アーム貫通孔３３はアーム固定軸２４の方向に
向くため、円盤３１は昇降板３０に対して回動すると共
に、アーム固定軸２４はシリンダー状の枢支部２２に対
して回動する。この時の円盤３１と昇降板３０との間の
回動摩擦抵抗並びにアーム固定軸２４と枢支部２２との
間の回動摩擦抵抗は小さいため、基礎２０と建造物２１
との間には、図２の紙面に対して垂直方向の相対的変位
に対する規制力は殆ど生じない。

【００２２】このように、図２のアクチュエーター２７
が収縮している状態では、基礎２０と建造物２１との間
の水平方向の相対的変位に対しては、規制力は作用せず
に免振装置が自由に働くことになる。

【００２３】図１において、建造物２１の近傍の風速が
一定値を超えると、図示しない風速センサーを介して空
気管２８から作動用の圧縮空気２９がアクチュエーター
２７の内部に供給され、図３に示すようにアクチュエー
ター２７は膨脹して、昇降板３０並びに円盤３１を押し
上げるようになる。このため円盤３１の上面はアクチュ
エーター函体２６の頂部下面に押し付けられ、アーム把
持軸３２はアーム２５の軸線に直交する方向に移動し、
アーム２５とアーム貫通孔３３との間には曲げ応力が作
用すると共に、アーム固定軸２４は枢支部２２に対して
押上げと傾きとが生ずるようになる。

【００２４】このような図３の状態で基礎２０と建造物
２１との間に左右方向の相対的変位が生ずると、アーム
２５はアーム貫通孔３３対して摺動するよになるが、ア
ーム２５とアーム貫通孔３３との間には曲げ応力が作用
しているため大きな摺動抵抗が生じ、図３の左右方向の
相対的変位に大きな規制力が働いてその相対的変位は抑
制されるようになる。

【００２５】また、図３の状態で基礎２０と建造物２１
との間に紙面に対して垂直方向の相対的変位が生ずる
と、円盤３１並びにアーム固定軸２４の回動に対して
は、アクチュエーター函体２６並びに枢支部２２との間
で大きな回動摩擦抵抗が生じ、図３の紙面に対して垂直
方向の相対的変位に大きな規制力が働いてその相対的変
位は抑制されるようになる。図４は、本発明の実施の形
態の他の例を示す斜視図であって、図１と同一部分には
同一符号を付してある。

【００２６】図４に示すアーム把持軸３２においては、
アーム２５を貫通させているアーム貫通孔３３からアー
ム把持軸３２の上部軸端に亘って、アーム２５と平行方
向の切込み３４を形成し、アーム把持軸３２のアーム貫
通孔３３から上の部分を二分割している。そして図４の
手前側の分割部分にアーム２５と直交する方向に螺入し
たねじ杆３５を図４の向う側の分割部分に貫通させ、ね
じ杆３５をモーター等の第２のアクチュエーター３６に
接続している。

【００２７】第２のアクチュエーター３６を正方向に作
動させてねじ杆３５を正回転させると、切込み３４の間
隔が狭くなってアーム貫通孔３３とアーム２５との間の
把持力が強くなるため摩擦力は増大し、第２のアクチュ
エーター３６を逆方向に作動させてねじ杆３５を逆回転
させると、切込み３４の間隔が広くなってアーム貫通孔
３３とアーム２５との間の把持力が弱くなるため摩擦力
は減少する。この第２のアクチュエーター３６は図示し
ない風速センサーで制御され、アクチュエーター函体２
６の内部に収納されているアクチュエーター２７（図１
参照）と連動して作動するもので、アクチュエーター２
７が図２に示すように収縮している状態の時には切込み
３４の間隔を広くしてアーム貫通孔３３とアーム２５と
の間の摩擦力を減少させ、アクチュエーター２７が図３
に示すように膨脹している状態の時には切込み３４の間
隔を狭くしてアーム貫通孔３３とアーム２５との間の摩
擦力を増大させるように作動する。このため図４に示す
装置においては、風速が一定値を超えている時に基礎２
０と建造物２１（図１ないし図３参照）との間に相対的
変位が生ずると、アーム２５のアーム把持軸３２に対す
る摺動変位も回動変位も、共に極めて大きな規制力が働
いて抑制されるようになる。

【００２８】図５は、本発明の実施の形態の更に他の例
を示す縦断面図であって、図１と同一部分には同一符号
を付してある。

【００２９】図５に示す装置においては、アクチュエー
ター２７と円盤３１との間に円盤状の摩擦材３７を介装
し、アクチュエーター函体２６の頂部下面に摩擦材３８
を貼付してアーム把持軸３２を摺動自在に貫通させ、ま
た、アーム把持軸３２に穿設されているアーム貫通孔３
３の内面にも摩擦材３９を貼付し、アーム２５が摩擦材
３９を介してアーム貫通孔３３を貫通するようにしてい
る。更に、枢支部２２とアーム固定軸２４との間の上下
にも摩擦材４０，４１を介装し、アーム固定軸２４を摩
擦材４０に対して回動可能に貫通させている。

【００３０】図５の装置においては、アクチュエーター
２７が収縮している状態の時に基礎２０と建造物２１と
の間に相対的変位が生ずると、アーム２５は摩擦材３９
を介してアーム貫通孔３３の内部を摺動するため、左右
方向の相対的変位に対し摺動抵抗による規制力が生じ、
アーム固定軸２４と枢支部２２との間の回動変位に対し
ては、アーム固定軸２４と摩擦材４０，４１との間の回
動摩擦抵抗による規制力が生ずるようになり、振動に対
して減衰機能が働くようになる。。

【００３１】図５の装置においてアクチュエーター２７
が膨脹している状態の時に基礎２０と建造物２１との間
に相対的変位が生ずると、アーム把持軸３２の上昇によ
りアーム２５に対する摩擦材３９の摺動抵抗による規制
力が増大し、円盤３１は摩擦材３７，３８に挟まれるた
め回動変位に対して大きな規制力が生じ、摺動変位も回
転変位も共に極めて大きな規制力が働いて抑制されるよ
うになる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は、建造物の重量が負荷
されないため建造物の重量とは無関係にトリガーレベル
を決めることができ、建造物と基礎との位置のずれに対
してアームはアーム把持軸と摺動変位し得るため、地震
終了後に建造物と基礎との間に残留変位があっても、ア
ームを初期位置に戻す必要がない効果がある。

【００３３】請求項２の発明は、アーム把持軸をアーム
の軸線に直交する方向に変位させることによりアームの
アーム把持軸貫通箇所に摩擦力の変化を与え、アームの
アーム把持軸に対する変位の摩擦抵抗力を増加して建造
物と基礎とを固定することができる効果がある。

【００３４】請求項３の発明は、切込みの間隔を調節す
る第２のアクチュエーターを円盤の回動を抑制するアク
チュエーターと連動して作動させることにより、円盤の
回動抑制とアームの変位抑制とを同時に行って建造物と
基礎とを強力に固定することができる効果がある。請求
項４の発明は、円盤の回動とアームの変位とに摩擦抵抗
を与え、摩擦ダンパーの働きをさせて建造物の振動を摩
擦減衰することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す縦断面図であ
る。

【図２】図１とは異なる状態を示す縦断面図である。

【図３】図２とは更に異なる状態を示す縦断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態の他の例を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態の更に他の例を示す縦断面
図である。

【図６】従来の免振用トリガー装置の一例を示す縦断面
図である。

【図７】従来の免振用トリガー装置の他の例を示す系統
図である。

【図８】従来の免振用トリガー装置の更に他の例を示す
正面図である。

【図９】図８の免振用トリガー装置の作動状態を示す正
面図である。

【符号の説明】

２０ 基礎 ２１ 建造物 ２２ 枢支部 ２４ アーム固定軸 ２５ アーム ２７ アクチュエーター ３１ 円盤 ３２ アーム把持軸 ３３ アーム貫通孔 ３４ 切込み ３６ 第２のアクチュエーター ３７，４０ 摩擦材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮野 宏 東京都江東区辰巳３−５−３ 三菱製鋼株 式会社環境エンジニアリング事業部内 Ｆターム(参考） 3J048 AA06 AB07 AC01 AD02 BE13 DA01 EA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎上に免振装置を介して支持された建
   造物に枢支されアームが固定されたアーム固定軸と、前
   記アームを貫通させたアーム把持軸が中心に固定された
   円盤と、前記基礎上に取り付けられ前記円盤の回動を抑
   制するアクチュエーターと、を備えたことを特徴とする
   免振用トリガー装置。
2. 【請求項２】 アクチュエーターが、円盤の回動を抑制
   すると共にアーム把持軸をアームの軸線に直交する方向
   に変位させることを特徴とする請求項１に記載の免振用
   トリガー装置。
3. 【請求項３】 アーム把持軸のアーム貫通孔から該アー
   ム把持軸の軸端に亘って形成した切込みと、円盤の回動
   を抑制するアクチュエーターと連動して作動し前記切込
   みの間隔を調節する第２のアクチュエーターと、を備え
   たことを特徴とする請求項１に記載の免振用トリガー装
   置。
4. 【請求項４】 アーム固定軸の建造物に対する枢支部と
   アーム固定軸との間に介装された摩擦材と、円盤とアク
   チュエーターとの間に介装された摩擦材と、を備えたこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の免振用トリガー装置。