JP2003294083A - 免震装置 - Google Patents
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Abstract
免震装置を得る。 【解決手段】 固定板14と移動板34との間には、ゴ
ム球38が介在され、移動板34と固定板14が相対移
動可能とされている。固定板14には第1アーム26が
回動可能に取付けられ、移動板34には第2アーム30
が回動可能に取付けられている。この第1アーム26と
第2アーム30は、ボールジョイント28により回動可
能に連結されている。隣接するボールジョイント28に
はオイルダンパー42が連結されており、ボールジョイ
ント28の相対移動を制限する。上下方向の揺れが生じ
ると、ゴム球38が弾性変形して、固定板14と移動板
34の上下方向の間隔が変わることで、ボールジョイン
ト28の間隔が離れ、又は接近するので、ボールジョイ
ント28にオイルダンパー42の制動力が作用する。こ
れにより、水平に配置されたオイルダンパー42によ
り、構造物の上下方向の振動が減衰される。
Description
える免震装置に関する。
54の圧縮・転動によって生じる減衰力を利用するた
め、円筒状のケーシング52にゴム球54を装填し、建
物56の基礎コンクリート58への据え付けを容易にし
た減衰装置66がある(特開平10−184094号参
照)。
支持板62が載せられており、この支持板62の外周部
には、ゴム球54が支持板62から抜け出さないよう
に、ストッパー64が設けられている。このように、ス
トッパー64を設けることによって、ゴム球54が支持
板62から抜け落ちない。
持板62の移動量を制限するために円筒状のケーシング
52を使用する必要があり、コスト高となる。また、支
持板62からゴム球54の脱落を防止するために、スト
ッパー64を設けなければならないが、支持板62のス
ライド動作を干渉しない位置を予測してストッパー64
の位置を決める必要があり、汎用品とするためには若干
の課題が残る。
よる構造物の横揺れに対しては有効に機能するように設
計されているが、直下型地震等による上下の揺れに対し
て、効果的に機能するものが提案されていない。
慮し、ケーシング等が不要な簡単な構造で、かつ、球体
の脱落を防止するストッパーが不要となり、さらに、上
下の揺れに対しても免震効果を発揮できる免震装置を提
供することを課題とする。
は、構造物の基礎側に固定される固定板と、前記構造物
を支持する移動板と、前記固定板と前記移動板との間に
圧縮変形した状態で介在され減衰性能を備えた回転体
と、前記固定板に回動可能に取付けられた一対の第1ア
ームと、前記移動板に回動可能に取付けられた一対の第
2アームと、前記第1アームと前記第2アームを所定の
角度を持って回動可能に連結する連結部材と、前記連結
部材へ回動可能に連結され連結部材の移動を制限する制
動手段と、を有することを特徴としている。
物の基礎側に固定され、移動板が構造物を支持する構成
である。固定板と移動板との間には、減衰性能を備えた
回転体が圧縮変形した状態で介在され、移動板と固定板
が相対移動可能とされている。
状でも楕円状でも回転可能な形状であれば構わない)を
圧縮変形させることによって、固定板と移動板と面で接
触し、面で圧縮荷重を受けるので、安定した状態で構造
物を支持することができる。
相対移動すると(横方向へ移動)、移動板と固定板との
面摩擦力によって回転体が粘弾性変形する。ここで、固
定板と移動板の相対移動量が回転体の粘弾性変形範囲内
であれば、回転体は、固定板の揺れや振動が移動板(構
造物)に伝わらないように防振できる。
体の粘弾性変形範囲を越えると、固定板の移動に伴っ
て、回転体は固定板と移動板の間を転がり始める。この
とき、圧縮変形して潰れた回転体は、回転時に内部がせ
ん断変形するので、減衰力を発揮し、さらに、回転体が
転がるときの移動板と固定板との摩擦抵抗も同時に減衰
力として作用するので、これらの組み合わせによって、
移動板に支持された構造物に対して高い減衰効果を発揮
する。
の摩擦力を大きくすることによって、回転体が転がり始
めるまでの、転がり抵抗又転がるときの摩擦抵抗を調整
することもできる。また、回転体の材料としては、高減
衰ゴム、天然ゴム、粘弾性材、エンジニアプラスチック
等が考えられる一方、固定板には一対の第1アームが回
動可能に取付けられ、移動板には一対の第2アームが回
動可能に取付けられている。この第1アームと第2アー
ムは、所定の角度を持って連結部材により回動可能に連
結されている。
と、連結部材を回動中心として第1アームと第2アーム
とがなす角度が変化する。この連結部材には、制動手段
が連結されており、連結部材の移動を制限する。すなわ
ち、固定板が地震等によって移動板と相対移動すると、
第2アームは移動板に対する角度を、第1アームは固定
板に対する角度を変化させる。このため、制動手段によ
り連結部材に制動力が作用し、移動板の振動が減衰され
る。
向の揺れが生じると、回転体が粘弾性変形して、固定板
と移動板の上下方向の間隔(隙間)を拡げ、又は狭くす
る。このとき、回転体が、上下方向の振動を減衰するダ
ンパーとして機能する。また、固定板と移動板の上下方
向の間隔が変わることで、連結部材が移動するので、連
結部材に制動手段の制動力が作用する。このため、構造
物の上下方向の振動が減衰される。
が、隣接する前記連結部材に連結され連結部材同士の相
対移動を制限する減衰装置であることを特徴としてい
る。
すると、連結部材を回動中心として第1アームと第2ア
ームとがなす角度が変化し、隣接する連結部材の間隔が
変化する。これにより、減衰装置の制動力が連結部材に
作用して、構造物の上下方向の振動が減衰される。
せると、第1アームと第2アームとがなす角度が所定値
より小さくなると、第2アームが固定板に当たり、移動
板の移動を制限する。逆に、連結部材を固定板より下方
に位置させると、第1アームと第2アームとがなす角度
が所定値より小さくなると、第1アームが固定板に当た
り、移動板の移動を制限する。これにより、移動板と固
定板の間から回転体が脱落することが防止される。さら
に、1つの減衰装置により、一対の連結部材を同時に制
動できるため、施工コストを削減することができる。
弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー等が使用できる。
が、一方が前記基礎側へ連結され他方が前記連結部材に
連結されて、独立して各々の連結部材の移動を制限する
減衰装置であることを特徴としている。
減衰装置で制動する。このため、隣接する連結部材を減
衰装置で連結しなくてもよいので、基礎等に穴を設けて
減衰装置を水平に配置する必要がない。
が、前記連結部材から前記第1アームと前記第2アーム
を延出させ、前記第1アームと前記第2アームの端部に
連結されて該端部同士の相対移動を制限する減衰装置で
あることを特徴としている。
ームを交差させた状態で連結部材で連結し、そのまま延
出させることで、移動板と固定板の相対移動量を増幅す
ることで、減衰効果を向上させている。
連結部材がばね材で連結されていることを特徴としてい
る。また、請求項6に記載の発明では、前記連結部材と
前記基礎がばね材で連結されていることを特徴としてい
る。
れており、連結部材の自由な挙動を規制している。この
ため、強風によって、移動板に支持された構造物が横揺
れすることが防止される。なお、ばね材としては、圧縮
コイルばねや引張コイルばねを用いることができる。
ムと前記第2アームの端部がばね材で連結されているこ
とを特徴としている。
ムの端部がばね材で連結されており、アームの自由な挙
動を規制している。このため、強風によって、移動板に
支持された構造物が横揺れすることが防止される。
記第1アームとの取付部に、或は前記移動板と前記第2
アームとの取付部に、第1アーム及び第2アームの回動
方向と直交する方向にスライドする滑りガイドを設けた
ことを特徴としている。
との取付部に滑りガイドを設けるか、或は移動板と第2
アームとの取付部に滑りガイドを設けることで、第1ア
ーム及び第2アームの回動方向と直交する方向に地震力
が作用したとき、この滑りガイドが取付部をスライドさ
せるので、基本的にアームには軸力しか作用せず、大き
な曲げ力が作用しない。このため、アームの設計強度が
小さくて済む。
に固定される固定板と、前記構造物を支持する移動板
と、前記固定板と前記移動板との間に圧縮変形した状態
で介在され減衰性能を備えた回転体と、前記固定板に回
動可能に取付けられた一対のアームと、前記基礎側に設
けられ、挿入された前記アームの下端部に減衰力を与え
る流体物が貯留された流体槽と、前記アームと前記固定
板へ回動可能に連結され、アームの移動を制限する制動
手段と、を有することを特徴としている。
構成することで、部品点数を削減している。アームの下
端部は、基礎側に設けられた流体槽の流体物へ挿入され
ている。そして、流体槽と構造物が相対移動すること
で、アームの動きを流体物により減衰して構造物の揺れ
を抑える。また、アームと固定板14は制動手段によっ
て連結されており、アームの移動を制限して、構造物の
振動を減衰する。
に係る免震装置10が示されている。この免震装置10
は、逆T字状のコンクリート製の基礎12に固定される
鉄製の固定板14を備えている。固定板14の下面に
は、長手方向に沿って取付フランジ16が一体に延設さ
れている。この取付フランジ16は、固定板14の下面
を基礎12の頂部に接地した状態で、壁部12Aを外側
から挟むように嵌め込まれており、壁部12Aを貫通す
る長ボルト18とナット20で強固に基礎12に固定さ
れている。
設けられている。このブラケット22には、ヒンジ24
を介して第1アーム26の上端部が回動可能に連結され
ている。従って、4本の第1アーム26が固定板14の
4隅に吊下された構成となる。
ョイント28に連結されている。このボールジョイント
28の部位で第1アーム26の下端部は3軸方向へ回動
可能となる。
ム30の下端部が連結され、3軸方向へ回動可能とされ
ている。第2アーム30の上端部には、ボール32が固
定されており、このボール32が鉄製の移動板34の下
面両端部へ長手方向に沿って敷設されたガイドレール3
6の円弧状溝にスライド可能及び回動可能に嵌合してい
る。以上の構成により、移動板34と固定板14の4隅
は、4つのリンク機構により連結されたことになる。
配置された3つのゴム球38によって、固定板14と所
定の間隔を置いて支持されている。このゴム球38は、
減衰性能を有する材料(高減衰ゴム、天然ゴム、粘弾性
体等)で成形され、移動板34が支持する構造物50
(図6参照)のスラブSにより圧縮された状態で所定の
間隔で敷き並べられている。なお、スラブSを移動板3
4の上に載置する前に、ゴム球38を圧縮させておいて
も構わない。
する壁部12Aには、貫通孔40が形成されている。こ
の貫通孔40には、オイルダンパー42が貫通してお
り、図2では、左側のボールジョイント28にシリンダ
ー44が、右側のボールジョイント28にロッド46が
連結されている。これにより、隣合うボールジョイント
28の相対移動量が制限され、減衰力を発揮する。な
お、貫通孔40の大きさは、オイルダンパー42が上下
動しても、貫通孔40の孔壁に衝突しないように設計さ
れている。
イルばね48が挿嵌されている。引張りコイルばね48
の両端部は、それぞれ左右のボールジョイント28に連
結されており、第1アーム26の姿勢を維持している。
はユニットとして、X軸方向の減衰とY軸方向の減衰が
可能となるように、取付位置を90°変えて基礎12の
上に複数配置されている。
すると、移動板34と固定板14との面摩擦力によって
ゴム球38が粘弾性変形する。そして、移動板34と固
定板14との相対移動量が、ゴム球38の粘弾性変形範
囲内であるとき、その防振機能によって、固定板14の
揺れや振動が移動板34(構造物)に伝わらない。
く、移動板34と固定板14との相対移動量がゴム球3
8の粘弾性変形範囲を越えると、固定板14と移動板3
4の相対移動に伴って、ゴム球38は、固定板14と移
動板34の間を右方向へ転がり始める。このとき、圧縮
変形して潰れたゴム球38は、回転時に内部がせん断変
形するので、減衰力を発揮し、さらに、ゴム球38が転
がるときの固定板14と移動板34との摩擦抵抗も同時
に減衰力として作用するので、これらの組み合わせによ
って高い減衰効果を発揮する。
と、第2アーム30と第1アーム26のなす角度が変化
し、第2アーム30が固定板14に当たり、移動板34
の移動を制限する。これにより、移動板34と固定板1
4の間からゴム球38が脱落することが防止される。
動すると、第1アーム26は移動板34に対する角度
を、第2アーム30は固定板14に対する角度を変化さ
せる。このため、第2アーム30と第1アーム26が連
結された隣接するボールジョイント28の間隔が変化し
て、オイルダンパー42のロッド46が伸縮して、第2
アーム30を介して移動板34が制動され、構造物50
の振動が減衰される。
下方向に揺れが生じると、固定板14と移動板34に挟
まれたゴム球38が粘弾性変形して、固定板14と移動
板34の上下方向の間隔(隙間)を拡げ、或は狭くす
る。このとき、ゴム球38が、上下方向の振動を減衰す
るダンパーとしても機能する。
動板34の上下方向の間隔が大きく広がると、オイルダ
ンパー42のロッド46が伸張して、ボールジョイント
28に制動力が作用する。さらに、固定板14と移動板
34の上下方向の間隔が狭まると、オイルダンパー42
のロッド46が縮んで、ボールジョイント28に制動力
が作用する。このように、水平に配置されたオイルダン
パー42により、構造物50の上下方向の振動が減衰さ
れる。
ルジョイント28を引張りコイルばね48で連結するこ
とで、ボールジョイント28の自由な挙動を規制するこ
とができる。このため、風によって、移動板34に支持
された構造物50が横揺れすることが防止される。
レール36に沿って(移動板34の長手方向)スライド
可能とされているので、第1アーム26及び第2アーム
30の回動方向(例えばX軸方向)と直交する方向(例
えばY軸方向)に地震力が作用したとき、構造的に第2
アーム30には軸力しか作用せず、大きな力が曲げ力が
作用しない。
ムで構成されるリンクの数を4つとし、ゴム球を一列に
3個配置したが、これらは、構造物の規模によって適宜
変更されるものであり、特定されるものではない。ま
た、図6及び図7に示す免震装置10の数やレイアウト
も想定される地震力や風圧等により適宜変更されるもの
である。
する。
置88でX軸・Y軸方向の振動を減衰するため、第1実
施形態のオイルダンパー42(図2参照)と直交する方
向に、オイルダンパー70が配置され、シリンダー78
が左側のボールジョイント76に、ロッド80が右側の
ボールジョイント76に連結されている。ボールジョイ
ント76には、固定板16に回動可能に連結された第3
アーム74と、移動板34に回動可能に連結された第4
アーム72とが連結されている。
は、第1実施形態の免震装置10と同一構成であり、減
衰方向が2軸方向になっている。このように、1つの免
震装置でX軸・Y軸方向の振動を減衰できるようにユニ
ット化することで、建物に設置する際に、レイアウトを
工夫する必要がなくなる。
する。
形態に係る免震装置90は、第1実施形態の免震装置1
0と基本構成は同一であるが、第1アーム26と第2ア
ーム30を連結するボールジョイント78にそれぞれ独
立してオイルダンパー82のロッド88が連結されてい
る。そして、オイルダンパー82のシリンダー84は、
基礎12に設けられたアンカー80に回動可能に連結さ
れている。
8は、引張りばね86で連結されており、移動板34の
自由な挙動を規制している。このため、強風によって、
移動板に支持された構造物が横揺れすることが防止され
る。
立したオイルダンパー82で制動するため、第1実施形
態のように、基礎12の壁部12Aに穴を設けて、オイ
ルダンパーを通す必要がなく、基礎工事が煩雑にならな
い。
る。
震装置92の構成は、第1実施形態の免震装置10と基
本構成は同一であるが、基礎に相当するH型鋼94のウ
エブ96には、オイルダンパー42が貫通する穴100
が形成されており、オイルダンパー42を水平方向に貫
通させ、ボールジョイント28に連結することで、免震
機構がユニット化されている。
の上に載置し、アンカーボルト104とナット102で
固定するだけで、簡単に建物を免震化することができ
る。
装置として、図14に示すように、固定板108を大き
く外に張り出し、外側に第2アーム30が貫通する貫通
口110を形成した免震装置112でもよい。この構成
では、第2アーム30が貫通口110の口部に当たるこ
とで、移動板34の移動を制限する。
12に示す免震装置92を上下逆にしたものであり、H
型鋼の移動台116にスラブSが固定され、基礎12側
に取り付けられた固定板118にゴム球38を挟んで支
持されている。この構成では、ボールジョイント28が
固定板118より上方に位置しており、第1アーム26
が移動台116に当たることで、移動台116の移動を
制限する。
34に回動可能に連結された第2アーム124に鞘管1
26がスライド可能に挿通され、この鞘管126へ固定
板14に回動可能に連結された第1アーム122がピン
128で回転可能に連結されている。
24は鞘管126とピン128の部分で交差しており、
第1アーム122と第2アーム124の下端部には、オ
イルダンパー42が連結されている。オイルダンパー4
2には、引張りコイルばね48が挿嵌されている。引張
りコイルばね48の両端部は、第1アーム122と第2
アーム124の下端部に連結されており、第1アーム1
22と第2アーム124の姿勢を維持している。
126の軸方向(矢印A)の動きを利用し、第1アーム
122と第2アーム124の腕の長さを利用して、構造
物と基礎の相対移動量を増幅させることで、大きな減衰
力を与えている。
1本のアーム132で免震装置130を構成すること
で、部品点数を削減している。アーム132は、移動板
34にボールジョイント144で3次元的に回動可能に
連結されている。また、アーム132の下端部には、球
体134が取り付けられている。この球体134は、基
礎12側に設けられた流体槽136へ挿入されている。
流体槽136の中には、砂、ゴム粉、オイル等のように
擬似流体である流体物136が貯留され、ゴム板140
で封止されている。
4とは、ダンパー142で回転可能に連結されており、
ダンパー142には、圧縮コイルばね148が挿嵌さ
れ、アーム132の姿勢を維持している。
移動することで、3次元的に動くアーム132の動きを
流体物136により減衰して構造物の揺れを抑える。ま
た、アーム132と固定板14とはダンパーによって連
結されており、アーム132の移動を制限して、構造物
の振動を減衰する。
グ等が不要な簡単な構造で、かつ、球体の脱落を防止す
るストッパーが不要となり、さらに、上下の揺れに対し
ても免震効果を発揮することができる。
斜視図である。
断面図である。
物が横揺れしたときの状態を示す断面図である。
物が縦揺れしたときの状態を示す断面図である。
物が縦揺れしたときの状態を示す断面図である。
示した平面図である。
示した正面図である。
断面図である。
物が横揺れしたときの状態を示す断面図である。
す断面図である。
造物が横揺れしたときの状態を示す断面図である。
る。
を示した平面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
図である。
面図である。
図である。
を示す正面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 構造物の基礎側に固定される固定板と、 前記構造物を支持する移動板と、 前記固定板と前記移動板との間に圧縮変形した状態で介
在され減衰性能を備えた回転体と、 前記固定板に回動可能に取付けられた一対の第1アーム
と、 前記移動板に回動可能に取付けられた一対の第2アーム
と、 前記第1アームと前記第2アームを所定の角度を持って
回動可能に連結する連結部材と、 前記連結部材へ回動可能に連結され連結部材の移動を制
限する制動手段と、 を有することを特徴とする免震装置。 - 【請求項2】 前記制動手段が、隣接する前記連結部材
に連結され連結部材同士の相対移動を制限する減衰装置
であることを特徴とする請求項1に記載の免震装置。 - 【請求項3】 前記制動手段が、一方が前記基礎側へ連
結され他方が前記連結部材に連結されて、独立して各々
の連結部材の移動を制限する減衰装置であることを特徴
とする請求項1に記載の免震装置。 - 【請求項4】 前記制動手段が、前記連結部材から前記
第1アームと前記第2アームを延出させ、前記第1アー
ムと前記第2アームの端部に連結されて該端部同士の相
対移動を制限する減衰装置であることを特徴とする請求
項1に記載の免震装置。 - 【請求項5】 隣接する前記連結部材がばね材で連結さ
れていることを特徴とする請求項2に記載の免震構造。 - 【請求項6】 前記連結部材と前記基礎がばね材で連結
されていることを特徴とする請求項3に記載の免震構
造。 - 【請求項7】 前記第1アームと前記第2アームの端部
がばね材で連結されていることを特徴とする請求項4に
記載の免震構造。 - 【請求項8】 前記固定板と前記第1アームとの取付部
に、或は前記移動板と前記第2アームとの取付部に、第
1アーム及び第2アームの回動方向と直交する方向にス
ライドする滑りガイドを設けたことを特徴とする請求項
1〜請求項7の何れかに記載の免震構造。 - 【請求項9】 構造物の基礎側に固定される固定板と、 前記構造物を支持する移動板と、 前記固定板と前記移動板との間に圧縮変形した状態で介
在され減衰性能を備えた回転体と、 前記固定板に回動可能に取付けられた一対のアームと、 前記基礎側に設けられ、挿入された前記アームの下端部
に減衰力を与える流体物が貯留された流体槽と、 前記アームと前記固定板へ回動可能に連結され、アーム
の移動を制限する制動手段と、 を有することを特徴とする免震装置。
Priority Applications (1)
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