JP2006258148A - 免震システム用回転摩擦減衰装置 - Google Patents

Abstract

【課題】免震システムの簡素化、施工容易性を実現することができる免震システム用回転摩擦減衰装置を提供する。
【解決手段】振動減衰時に相対的に接近と離反を行う減衰機構部の枢結部７，８を利用し、復元機構部９と残留変位矯正機構部１０が組み込まれている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、戸建て住宅用建物等に用いられる免震システム用回転摩擦減衰装置に関する。

例えば、戸建て住宅用建物に用いられる免震システム用回転摩擦減衰装置として、対のアームがそれらの一端側を互いに枢結させてＶ字状に配され、一方のアームの他端側を基礎の側との枢結部とし、もう一方のアームの他端側を建物上部構造部の側との枢結部とし、前記枢結部のうちの一部又は全部を回転摩擦減衰部とした、例えばパンタグラフ式の回転摩擦減衰装置は、従来より提供されている。
特開２００３−９７６２１号公報

ところで、免震システムには、地震時の振動が基礎を通じて建物の上部構造部に伝わるのを抑制ないしは防止するように上部構造部を支承する免震支承機能のほか、免震中に振動を減衰する振動減衰機能や、免震中に建物の上部構造部と基礎の水平方向のおける相対位置関係を元に戻そうとする復元機能、更には、地震終了後に基礎と上部構造部との間で生じた残留変位を矯正する残留変位矯正機能などが、基本機能として求められ、そのため、従来のシステムでは、それらの機能を実現するための機器の数が多くなってシステムを複雑化し、機器の設置もいささか厄介なものになってしまいやすいという問題がある。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、免震システムの簡素化、施工容易性を実現することができる免震システム用回転摩擦減衰装置を提供することを課題とする。

上記の課題は、対のアームがそれらの一端側を互いに枢結させてＶ字状に配され、一方のアームの他端側を第１構造部の側との枢結部とし、もう一方のアームの他端側を第２構造部の側との枢結部とし、前記枢結部のうちの一部又は全部を回転摩擦減衰部とした回転摩擦減衰装置において、
振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部に作用し、これら枢結部の相対接近時に離反させる方向の付勢力を発生し、相対離反時に接近させる方向の付勢力を発生して復元作用を行う復元機構部が組み込まれていることを特徴とする免震システム用回転摩擦減衰装置によって解決される（第１発明）。

この回転摩擦減衰装置では、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を復元のための作用部として回転摩擦減衰機構部の中に復元機構部を組み込んだものであるから、一つの装置に減衰機能のほか、復元機能が集約されて、免震システムを構成する機器の数を減らすことができ、免震システムの簡素化、施工容易性を実現することが可能となり、しかも、機能集約に伴う機器の構造を簡素化することができ、多機能を簡素な構造で実現することができる。

第１発明の回転摩擦減衰装置において、振動終了後に第１構造部と第２構造部との間で生じた残留変位を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を互いに反力部として矯正する残留変位矯正機構部が組み込まれているとよい（第２発明）。

この回転摩擦減衰装置では、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を矯正のための作用部として回転摩擦減衰機構部の中に残留変位矯正機構部を組み込んだものであるから、一つの装置に減衰機能と復元機能のほか、更に残留変位矯正機能も集約されて免震システムを構成する機器の数を減らすことができ、免震システムの簡素化、施工容易性を実現することが可能となり、しかも、機能集約に伴う機器の構造を簡素化することができ、多機能を簡素な構造で実現することができる。

また、上記の課題は、より具体的には、対のアームがそれらの一端側を互いに枢結させてＶ字状に配され、一方のアームの他端側を第１構造部の側との枢結部とし、もう一方のアームの他端側を第２構造部の側との枢結部とし、前記枢結部のうちの一部又は全部を回転摩擦減衰部とした回転摩擦減衰装置において、
復元機構部が組み込まれ、該復元機構部は、
振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部の一方に一端側を連結したレールと、
もう一方の枢結部に設けられ、振動減衰時の枢結部同士の接近離反によってレールに案内されレールに沿って往き来する走行子と、
走行子をレールに沿う初期待機位置に向けて付勢する付勢手段と
を備えたものからなっていることを特徴とする免震システム用回転摩擦減衰装置によって解決される（第３発明）。

この回転摩擦減衰装置では、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を利用し、レールと走行子、そして付勢手段を組み込んで復元機能をもたせたものであるから、回転摩擦減衰装置に簡素な機構で復元機能をもたせることができる。

また、第３発明において、残留変位矯正機構部が組み込まれ、該残留変位矯正機構部は、
前記走行子に一端側を連結され、レールに沿う方向に延ばされたネジ棒と、
レールに固定され、前記ネジ棒が貫通状態に通された当接部と
を備え、振動終了後に第１構造部と第２構造部との間で生じた残留変位が、ネジ棒のネジ部に螺合させた雌ネジ材を、当接部を反力部として螺進又は螺退させて走行子とレールとを相対移動させることにより、矯正されるようになされているとよい（第４発明）。

この回転摩擦減衰装置では、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を利用するだけでなく、復元機構部のレールと走行子等を利用し、ネジ棒を組み込んで残留変位矯正機能をもたせたものであるから、回転摩擦減衰装置に簡素な機構で復元機能のほか残留変位矯正機能をもたせることができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、免震システムの簡素化、施工容易性を実現することができ、しかも、回転摩擦減衰装置の多機能化を簡素な構成で実現することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示す実施形態の免震システム用回転摩擦減衰装置１は、対のアームが２対備えられたパンタグラフ式の回転摩擦減衰装置で、対を構成する各アーム２，３は、それらの一端部を互いに枢結４されて水平方向にＶ字状に配され、一方のアーム２の他端部を第１構造部としての基礎５の側との枢結部７とし、もう一方のアーム３の他端側を第２構造部としての建物上部構造部６の側との枢結部８とし、前記枢結部４，４，７，８のうちの一部又は全部を、必要に応じて摩擦材を介設してボルト等で締め合わせた回転摩擦減衰部とし、図３（イ）（ロ）に白抜き矢印で示すように、免震中に基礎５と上部構造部６とが水平方向に相対往復移動をすると、各枢結部４，４，７，８において正逆の回転が起こり、回転摩擦減衰部として機能する枢結部がその回転を抑制するように働き、振動を減衰するようになされている。

この回転摩擦減衰装置１に、復元機構部９と残留変位矯正機構部１０が組み込まれている。

即ち、復元機構部９は、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部に作用し、これら枢結部の相対接近時に離反させる方向の付勢力を発生し、相対離反時に接近させる方向の付勢力を発生させて復元作用を行うもので、本実施形態では、アーム２，２と基礎５の側との枢結部７、及び、アーム３，３と上部構造部６の側との枢結部８を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部とし、そのいずれか一方の枢結部８の上面側に、上向き開放の溝形材からなるレール１１の一端部が回転可能に連結され、該レール１１がもう一方の枢結部７の方に水平に延ばされている。

また、もう一方の枢結部７の上面側には、走行子１２が設けられ、該走行子１２は、レール１１の溝内に配置され、レール１１の底壁に設けられたスリット１３を通じて枢結部７に連結されており、枢結部７，８相互の接近離反によって、レール１１の溝内を往き来できるようになされている。

そして、レール１１の溝内には、走行子１２を挟む両側に、走行子１２から距離をおくようにして、受け１４，１４がレール１１に対して位置固定状態に設けられ、走行子１２と一方の受け１４との間、及び、走行子１２ともう一方の受け１４との間にそれぞれ、付勢手段としてのゴム状の弾性材１５，１５が圧縮状態にされて装填され、受け１４，１４間が図２（イ）に示すように弾性材補剛用の蓋１７で閉じられ、各弾性材１５，１５の協働により、図３（ロ）に示すように、枢結部７，８の相対接近時に（白抜き矢印）、該枢結部７，８を離反させる方向の付勢力（黒塗り矢印）を発生し、図３（イ）に示すように、相対離反時に（白抜き矢印）、接近させる方向の付勢力（黒塗り矢印）を発生するようになされて、走行子１２をレール１１に沿う初期待機位置に向けて付勢するようになされている。

一方、残留変位矯正機構部１０は、振動終了後に基礎５と上部構造部６との間で生じた残留変位を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を互いに反力部として矯正するもので、本実施形態では、同じく、アーム２，２と基礎５の側との枢結部７、及び、アーム３，３と上部構造部６の側との枢結部８を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部とし、上記のレール１１、走行子１２及び受け１４，１４を利用して構成されている。

即ち、レール１１の溝内には、走行子１２を挟む両側にネジ棒１６，１６が弾性材１５，１５内を通じて設けられ、該ネジ棒１６，１６の一端側は走行子１２に連結され、各ネジ棒１６，１６は受け１４，１４の側に延ばされ、他端側が受け１４，１４を貫通した構造になっている。

そして、地震終了時に、基礎５と上部構造部６との間で図４（イ）に示すような残留変位を生じている場合は、受け１４を越えて延びる一方のネジ棒１６の先端側から雌ネジ材としてのナット１８を螺合し、図４（ロ）に示すように、該ナット１８を、受け１４を当接部として螺進させていく。すると、走行子１２がネジ棒１６に引っ張られてレール１１内を移動していき、枢結部７，８が相対変位をし、上部構造部６が移動して、残留変位が矯正されていく。

図５に示すように、減衰の方向を互いに９０°異ならせた複数の回転摩擦減衰装置１…を基礎と上部構造部との間に分散させて釣り合い良く備えさせることにより、各回転摩擦減衰装置１…において上記と同様の要領で残留変位の矯正を行うことにより、上部構造部６を基礎５に対して適正な位置と向きに戻すことが可能である。なお、ナット１８は、残留変位矯正時にいずれか必要な雄ネジ棒に螺合させるようにしてもよいし、予めネジ棒に備えられていてもよい。

上記の免震システム用回転摩擦減衰装置１では、地震振動の減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部７，８を復元のための作用部として回転摩擦減衰機構部の中に復元機構部を組み込んだものであるから、一つの装置に減衰機能のほかに復元機能、更には残留変位矯正機構部が集約されて、免震システムを構成する機器の数を減らすことができ、免震システムの簡素化、施工容易性を実現することが可能になり、しかも、機能集約に伴う機器の構造を簡素化することができ、多機能を簡素な構造で実現することができる。

加えて、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部７，８を利用し、レール１１と走行子１２、そして付勢手段として弾性材１５，１５を組み込んで復元機能をもたせたものであるから、回転摩擦減衰装置１に簡素な機構で復元機能をもたせることができる。

特に、本実施形態では、残留変位矯正機構部の組込みにおいて、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部７，８を利用するだけでなく、復元機構部９のレール１１と走行子１２を利用し、ネジ棒１６，１６と当接部としての受け１４，１４を組み込んで残留変位矯正機能をもたせたものであるから、回転摩擦減衰装置１に簡素な機構で、復元機能のほか、残留変位矯正機能をもたせることができると共に、ネジ機構によって残留変位矯正作業を施工容易に行うことが可能となる。

また、上記のように回転摩擦減衰装置１に復元機能をもたせたことにより、免震支承部が転がり免震支承からなる場合に、球体を転動させる皿を平板皿にすることも可能となる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、特定構成のネジ機構による残留変位矯正機構部を組み込んだ場合を示しているが、その他のネジ機構による残留変位矯正機構部が組み込まれてもよいし、ネジ機構によらない残留変位矯正機構部が組み込まれていてもよい。

また、上記の実施形態では、回転摩擦減衰装置に復元機能と残留変位矯正機能の両方をもたせた場合を示しているが、残留変位矯正機能を省略して復元機能のみをもたせるようにしてもよい。また、上記の実施形態では、復元機構部を構造する付勢手段としてゴム状の弾性材を用いた場合を示したが、コイルバネを付勢手段として用いるのもよい。

また、上記の実施形態では、アーム２，２と基礎５の側との枢結部７、及び、アーム３，３と上部構造部６の側との枢結部８を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部とした場合を示したが、他の枢結部、例えば枢結部４，４を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部に選んでもよい。

更に、上記の実施形態では回転摩擦減衰装置として、２対式のパンタグラフ方式の回転摩擦減衰装置１に適用した場合を示したが、１対式の回転摩擦減衰装置に適用することも可能である。更にまた、本発明の回転摩擦減衰装置は、建物に限らず、各種構造物に用いられる免震システム用回転摩擦減衰装置であってよい。

実施形態の回転摩擦減衰装置を示すもので、図（イ）は復元機構部と残留変位矯正機構部を省略して図示する回転摩擦減衰装置の平面図、図（ロ）は復元機構部と残留変位矯正機構部が組み込まれた回転摩擦減衰装置の平面図である。 図（イ）は復元機構部と残留変位矯正機構部を構成する部品を分離状態にして示す斜視図、図（ロ）はレールを下から見た斜視図である。 図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ、地震時の回転摩擦減衰装置の作動状態を示す平面図である。 図（イ）及び図（ロ）は残留変位の矯正方法を順次に示す平面図である。 建物における回転摩擦減衰装置の配置の一例を示す平面図である。

符号の説明

１…免震システム用回転摩擦減衰装置
２…アーム
３…アーム
５…基礎（第１構造部）
６…上部構造部（第２構造部）
７…枢結部
８…枢結部
９…復元機構部
１０…残留変位矯正機構部
１１…レール
１２…走行子
１３…スリット
１４…受け（当接部）
１５…弾性材（付勢手段）
１６…ネジ棒
１８…ナット（雌ネジ部材）

Claims (4)

1. 対のアームがそれらの一端側を互いに枢結させてＶ字状に配され、一方のアームの他端側を第１構造部の側との枢結部とし、もう一方のアームの他端側を第２構造部の側との枢結部とし、前記枢結部のうちの一部又は全部を回転摩擦減衰部とした回転摩擦減衰装置において、
   振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部に作用し、これら枢結部の相対接近時に離反させる方向の付勢力を発生し、相対離反時に接近させる方向の付勢力を発生して復元作用を行う復元機構部が組み込まれていることを特徴とする免震システム用回転摩擦減衰装置。
2. 振動終了後に第１構造部と第２構造部との間で生じた残留変位を、振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部を互いに反力部として矯正する残留変位矯正機構部が組み込まれている請求項１に記載の免震システム用回転摩擦減衰装置。
3. 対のアームがそれらの一端側を互いに枢結させてＶ字状に配され、一方のアームの他端側を第１構造部の側との枢結部とし、もう一方のアームの他端側を第２構造部の側との枢結部とし、前記枢結部のうちの一部又は全部を回転摩擦減衰部とした回転摩擦減衰装置において、
   復元機構部が組み込まれ、該復元機構部は、
   振動減衰時に相対的に接近と離反を行う枢結部の一方に一端側を連結したレールと、
   もう一方の枢結部に設けられ、振動減衰時の枢結部同士の接近離反によってレールに案内されレールに沿って往き来する走行子と、
   走行子をレールに沿う初期待機位置に向けて付勢する付勢手段と
   を備えたものからなっていることを特徴とする免震システム用回転摩擦減衰装置。
4. 残留変位矯正機構部が組み込まれ、該残留変位矯正機構部は、
   前記走行子に一端側を連結され、レールに沿う方向に延ばされたネジ棒と、
   レールに固定され、前記ネジ棒が貫通状態に通された当接部と
   を備え、振動終了後に第１構造部と第２構造部との間で生じた残留変位が、ネジ棒のネジ部に螺合させた雌ネジ材を、当接部を反力部として螺進又は螺退させて走行子とレールとを相対移動させることにより、矯正されるようになされている請求項２に記載の免震システム用回転摩擦減衰装置。

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