JP2006274719A - エキスパンションジョイント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両などが傾斜面から斜め下方に侵入してきたときでも、天板が外れたり破損したりするのを抑制する。
【解決手段】 傾斜面３ａを有する地盤３に形成された段差水平面３１ｂに水平方向に弾性変位可能な弾性部材１１が支持されている。弾性部材１１上には複数の天板１５が弾性変位方向に配列されている。傾斜面３ａから弾性変位方向に関する一列目及び二列目に配置されている天板１５を被覆するように中間板１６が地盤３に固定されている。天板１５及び中間板１６を被覆するように表装シート１７の端部が地盤３及び免震建物２の張り出し部２１にそれぞれ固定されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、免震構造を有する建物である免震建物と、この免震建物から水平方向に離隔しつつ免震建物に対向した非免震物とを接続するエキスパンションジョイント構造に関する。

免震構造を有する建物である免震建物と、免震建物から水平方向に離隔しつつ免震建物に対向した非免震物とを接続するためにエキスパンションジョイントが用いられることがある。エキスパンションジョイントとしては、非免震物に形成された段落ち部に設置された複数のジョイント主体から成る弾性部材と、各ジョイント主体に支持された複数の天板と、免震建物と非免震物とを接続すると共に複数の天板の上面に設置されたゴム製の表装シートとを有するものが知られている（特許文献１参照）。弾性部材は、免震建物の一部である張り出し部の端面と非免震物に形成された段落ち部の縦壁面との間に配置されており、地震により免震建物の張り出し部が弾性部材を圧縮する方向に変位することによって弾性部材が圧縮されて弾性変位する。複数の天板は、その一方端部が揺動自在に支持されており、弾性部材が圧縮されるに伴って、天板の他方端部が隣接する天板の一方端部の上面に乗り上げる。これにより、各天板が弾性体のジョイント主体の動きに追従する。表装シートは、張り出し部の変位に伴って伸縮するため、常に免震建物と非免震物とを接続している。

特開２００１−４９７４７号公報（図１、図２）

特許文献１の技術によると、免震建物又は非免震物がエキスパンションジョイントに向かって下方に傾斜している傾斜面を有している場合に、車両などが傾斜面の上方からエキスパンションジョイント上に侵入してきたとき、車両のタイヤが表装シートに対して斜め上方から大きな荷重を加える。このとき、表装シートが弾性変形することにより大きな水平方向の荷重が天板に加えられる。これにより、天板が外れたり破損したりすることがある。

本発明の主たる目的は、車両などが傾斜面から斜め下方に侵入してきたときでも、天板が外れたり破損したりしにくいエキスパンションジョイント構造を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明のエキスパンションジョイント構造は、免震建物と前記免震建物から水平方向に離隔しつつ前記免震建物に対向した非免震物との間に配置されており、水平方向に弾性変位可能であると共に、上方に開口した間隙が形成されるように配列された複数の弾性部品を含む弾性部材と、前記弾性部材の弾性変位方向に関して前記弾性部材の全域を被覆するように前記免震建物と前記非免震物とに固定された弾性を有する表装シートと、それぞれが前記弾性部品に固定されており、前記弾性部材の弾性変位に応じて互いのオーバーラップ率が変化するように前記弾性部材上において前記弾性変位方向に配列された硬質の複数の天板と、前記天板の上面と前記表装シートの上面との間に配置された硬質の中間板とを備えている。そして、前記弾性部材が、前記免震建物及び前記非免震物の一方であって他方に向かって下方に傾斜した傾斜面を有する方に支持されており、前記中間板が、前記免震建物及び前記非免震物の一方に固定及び支持されていると共に前記弾性部材において少なくとも前記傾斜面に近い方の端部と対向する位置に配置されており、且つ、前記弾性変位方向に関して前記免震建物及び前記非免震物の他方と干渉することがない長さを有している。通常時においては、前記弾性部材が前記免震建物及び前記非免震物の両方と接触していると共に、前記表装シートが前記弾性変位方向に関して自然長以上の長さ範囲内にあり、地震時においては、前記弾性部材が圧縮されつつ前記免震建物及び前記非免震物の両方と接触していると共に、前記表装シートが前記弾性変位方向に関して自然長未満の長さ範囲内にある状態と、前記弾性部材が前記免震建物及び前記非免震物の前記一方だけと接触していると共に、前記表装シートが前記弾性変位方向に関して自然長を超える長さ範囲内にある状態とを取る。

本発明によると、車両などが傾斜面からエキスパンションジョイントに斜め下方に侵入してきたとき、表装シートの傾斜面に近い方の端部近傍に大きな水平方向の荷重が加えられるが、加えられた水平方向加重が中間板によって緩和される。これにより、中間板に覆われた天板が外れたり破損したりしにくくなる。

本発明においては、前記中間板が、前記天板と前記表装シートとの間に挟まれていることが好ましい。これによると、表装シートが中間板を被覆するように配置されているため、これらを取り付けるための施工が容易になる。また、中間板が露出しないため意匠性が損なわれない。

また、本発明においては、前記中間板と前記弾性部材とが、同じ締結具によって、前記免震建物及び前記非免震物の前記一方に固定されていることが好ましい。これによると、締結具により中間板と弾性部材とを一括して固定することができるため、中間板を容易且つ強固に固定することができる。

以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るエキスパンションジョイント構造を示した断面図である。図２は、図１に示す矢印IIから見た図である。

図１及び図２に示すように、エキスパンションジョイント１は、免震建物２と免震建物２に対向する地盤３とを接続するものである。免震建物２は、免震建物２に免震機能を付与するための免震装置３０を有している。また、免震建物２は、地盤３に向かって突出している張り出し部２１を有している。地盤３における、張り出し部２１の端面２１ａと水平方向に離隔しつつ対向している領域には、段差鉛直面３１ａ及び段差水平面３１ｂが形成されている。また、地盤３の上面は、張り出し部２１に向かって下方に傾斜している傾斜面３ａとなっている。傾斜面３ａの下方端部と段差鉛直面３１ａの上端部とが接続されている。

エキスパンションジョイント１について図３及び図４をさらに参照しつつ詳細に説明する。図３は、図１に示すエキスパンションジョイント１の拡大断面図である。図４は、エキスパンションジョイント１の斜視図である。なお、図１〜図４は、通常時におけるエキスパンションジョイント１を示している。図１〜図４に示すように、エキスパンションジョイント１は、弾性部材１１と、多数の天板１５と、中間板１６と、表装シート１７とを有している。弾性部材１１は、免震建物２と地盤３との離隔方向に弾性変位可能なものであり、張り出し部２１の端面２１ａと地盤３の段差鉛直面３１ａとの間に配置されるように、段差水平面３１ｂに支持されている。通常時においては、弾性部材１１の一方の端部が張り出し部２１の端面２１ａと接しており、他方の端部が段差鉛直面３１ａに接している。また、弾性部材１１は、弾性変位方向及び弾性変位方向に直交する方向にマトリックス状に配列された多数の弾性部品１２を含んでいる。段差鉛直面３１ａと張り出し部２１に最も近い弾性部品１２とがワイヤ１９により連結されており、弾性部品１２が張り出し部２１側に倒れるのを防止している。なお、図２及び図４においては天板１５及び表装シート１７の一部が省略されている。

弾性部品１２について図５を参照しつつ説明する。図５は弾性部品１２の斜視図である。図５に示すように、弾性部品１２は、支持板１３と２つの弾性変形板１４とを有している。支持板１３は、短手方向全域が平面方向に凸となっている凸部１３ａが長手方向に２つ配列されている波形の板部材である。このように支持板１３を波形にすることによって支持板１３の短手方向に関する耐荷重が大きくなっている。また、支持板１３の凸部１３ａが凸となっている方向の反対面における、凸部１３ａの長手方向の両側に形成されている平面領域が接触部１３ｂとなっている。弾性変形板１４は矩形状の板部材であり、その長手方向中央が凸部１３ａの先端中央に固定されている。また、弾性変形板１４の凸部１３ａの反対面における長手方向両端部が接触部１４ａとなっている。接触部１４ａが押圧されることにより、弾性変形板１４が長手方向に湾曲するように弾性変形する（図中矢印参照）。

図４に示すように、多数の弾性部品１２は、弾性変形板１４の接触部１４ａと、弾性変位方向に隣接する弾性部品１２が有する支持板１３の接触部１３ｂとが接するように配列されている。このように配列された多数の弾性部品１２においては、弾性変位方向に直交する方向に関して、接触部１４ａと接触部１３ｂとから成る接触領域と、接触領域以外の非接触領域とが交互に形成されている。そして、弾性部材１１においては、非接触領域に画定されて上方に開口した間隙が多数形成されている。

弾性部材１１が弾性変位方向に圧縮されると、支持板１３の接触部１３ｂが、弾性変位方向に隣接する弾性部品１２が有する弾性変形板１４の接触部１４ａを押圧する。これにより、弾性変形板１４は、その長手方向が湾曲するように弾性変形する。このとき、支持板１３の凸部１３ａの先端が弾性変位方向に隣接する弾性部材１１の凸部１３ａの内側に入り込むように変位するため、弾性部材１１の弾性変位方向の長さが短くなる。

複数の天板１５は、それぞれが各弾性部品１２に独立して固定されているものであり、複数の弾性部品１２に対応するように弾性部材１１上において弾性変位方向及び弾性変位方向に直交する方向にマトリックス状に配列されている。天板１５について、図６をさらに参照しつつ詳細に説明する。図６は天板１５の側面部分拡大図である。図６に示すように、天板１５は、板部材１５ａと支持部材１５ｂとを有している。板部材１５ａは、一方向に延在した矩形状を有する硬質の金属板であり、固定されている各弾性部品１２の上面を覆うように、且つ、短手方向が弾性部材１１の弾性方向に沿うように配置されている。これにより、板部材１５ａが弾性部品１２により下方から支持されている。板部材１５ａの短手方向の両端辺部には短手方向に傾斜したテーパ面が形成されている。支持部材１５ｂは、水平方向に延在した軸を中心に揺動自在なヒンジ機構を有するものであり、一方端部が弾性部品１２の支持板１３に固定されていると共に、他方端部が板部材１５ａに固定されている。これにより、板部材１５ａが水平方向に延在した軸を中心に揺動自在となっている。

通常時においては、板部材１５ａの張り出し部２１側の端辺部に形成されたテーパ面が、弾性方向に隣接する板部材１５ａの地盤３側の端辺部に形成されたテーパ面上にオーバーラップするように配置されている。これにより、複数の板部材１５ａが弾性変位方向に関して弾性部材１１の上面の全域を被覆している。

図１〜４に戻って、中間板１６は、矩形状を有する硬質の金属板であり、通常時において、地盤３から弾性変位方向に関する１列目及び２列目に配置された天板１５を被覆している。

表装シート１７は、ゴム製の弾性を有するシート部材であり、その一方端部が地盤３に固定されていると共に、他方端部が張り出し部２１に固定されている。これにより、表装シート１７は、弾性変位方向に関する複数の天板１５及び中間板１６の全域を被覆している。つまり、中間板１６は、天板１５と表装シート１７との間に挟まれている。表装シート１７の上面は、地盤３の上面の高さと実質的に同じ高さを有している。

中間板１６及び表装シート１７の固定方法について図７を参照しつつ説明する。図７は、エキスパンションジョイント１の部分拡大斜視図である。図７に示すように、所定間隔毎に配置された複数の固定ボルト（締結具）３ｂにより、表装シート１７と中間板１６とが共に地盤３に固定されている。

次に、地震時におけるエキスパンションジョイント１の動作について図８及び図９を参照しつつ説明する。図８は、地震により、免震建物２が地盤３から水平方向に離隔するように変位したときのエキスパンションジョイント１の動作を示す図である。図９は、地震により、免震建物２が地盤３に水平方向に接近するように変位したときのエキスパンションジョイント１の動作を示す図である。

図８に示すように、地震により、免震建物２が地盤３から水平方向に離隔するように変位したときは、免震建物２の張り出し部２１と、地盤３の段差鉛直面３１ａとの間の水平方向に沿った距離が大きくなる（図中矢印参照）。これにより、弾性部材１１の端部に接触していた張り出し部２１の端面２１ａが、弾性部材１１の端部から離隔する。このとき、複数の天板１５は、弾性変位方向に関する弾性部材１１の上面の全域を被覆している。また、張り出し部２１に固定されている表装シート１７が、張り出し部２１の変位に伴って弾性変位方向に自然長よりも伸びている。

図９に示すように、地震により、免震建物２が地盤３に水平方向に接近するように変位したときは、免震建物２の張り出し部２１と、地盤３の段差鉛直面３１ａとの間の水平方向に沿った距離が短くなる（図中矢印参照）。これにより、弾性部材１１が、段差鉛直面３１ａと張り出し部２１の端面２１ａとに挟持されつつ弾性変位方向に圧縮される。このとき、上述したように、弾性変形板１４が湾曲して弾性変位方向に関する弾性部品１２間の距離が縮まる。また、弾性変位方向に関する弾性部品１２間の距離が縮まることによって、各弾性部品１２に固定された天板１５同士の距離が縮まる。このとき、板部材１５ａが支持部材１５ｂにより水平方向に伸びた軸を中心に揺動自在となっているため、板部材１５ａの張り出し部２１に近い方の端部が弾性変位方向に隣接する他の板部材１５ａ上に乗り上げて互いにオーバーラップする。このように、板部材１５ａは、弾性部材１１の弾性変位に応じて互いのオーバーラップ率が変化する。また、張り出し部２１が地盤３に近づく方向に変位することにより、表装シート１７は中央付近が上方に向かって凸となるように湾曲する。すなわち、表装シート１７の長さが弾性変位方向に関して自然長より短くなっている。ここで、中間板１６は、弾性部材１１が許容限界まで圧縮されたときに、張り出し部２１と干渉することがない長さとなっている。

次に、車両が地盤３の傾斜面３ａからエキスパンションジョイント１上に斜め下方に侵入してきたときの作用について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、傾斜面３ａから侵入してきた車両のタイヤ５０がエキスパンションジョイント１に到達したときの荷重状態を示す図である。図１０に示すように、タイヤ５０が傾斜面３ａからエキスパンションジョイント１上に到達したとき、タイヤ５０からエキスパンションジョイント１の表装シート１７における傾斜面３ａ近傍の領域に荷重ｆ（図中白抜き矢印）が加えられる。この荷重ｆは、傾斜面３ａに沿った左斜め下方を向いたベクトルで表されている。したがって、表装シート１７には、垂直方向のみならず水平方向においても瞬間的に大きな荷重が加えられる。表装シート１７に加えられた水平方向の荷重により、表装シート１７が水平方向に押し伸ばされるように弾性変形する。このとき、表装シート１７における当該領域の下方においては、表装シート１７が水平方向に変形するときに発生する大きな水平方向の荷重が中間板１６に加えられる。中間板１６が地盤３に固定されているため、中間板１６のさらに下方に配置された天板１５には、水平方向の荷重が加えられない。

以上説明したように、本実施の形態のエキスパンションジョイント１の構造によると、車両などが傾斜面３ａからエキスパンションジョイント１に斜め下方に侵入してきても、中間板１６が天板１５に対して水平方向の荷重が加えられるのを阻止する。これにより、中間板１６に覆われている天板１５が外れたり破損したりするのことがなくなる。

また、中間板１６が、天板１５と表装シート１７との間に挟まれているため、これらを取り付けるための施工が容易になる。また、中間板１６が露出しないため意匠性が損なわれない。

さらに、締結具である固定ボルト３ｂにより、表装シート１７と中間板１６とが共に地盤３に固定されているため、中間板１６を容易且つ強固に地盤３に固定することができる。

以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、弾性部材１１が傾斜面３ａを有する地盤３の段差水平面３ｂに支持されると共に中間板１６が地盤３に固定される構成であるが、地盤が張り出し部を有しており、免震建物が傾斜面及び当該傾斜面の下方端部に接続された段差水平面を含む段部を有していれば、弾性部材１１が免震建物の段差水平面に支持されると共に中間板１６が免震建物に固定されてもよい。

また、上述の実施の形態においては、弾性部材１１が、多数の弾性部品１２を備えることによって弾性変位可能な構成となっているが、このような構成に限定されるものではなく、弾性部材は他の構成により弾性変位可能となっていてもよい。例えば、弾性部品の形状が異なっていてもよいし、ゴムなどの弾性材を備える構成でもよい。

加えて、上述の実施の形態においては、中間板１６が、天板１５と表装シート１７との間に挟まれているが、中間板は表装シートの上面に配置されていてもよいし、表装シート内に配置されていてもよい。

さらに、上述の実施の形態においては、締結具である固定ボルト３ｂにより、表装シート１７と中間板１６とが共に地盤３に固定されているが、表装シート１７と中間板１６とが異なる締結具により地盤３に固定されていてもよい。

また、上述の実施の形態においては、エキスパンションジョイント１が、免震建物２と地盤３とを接続する構成であるが、免震建物２と非免震物である他の建物とを接続する構成であってもよい。

本発明の一実施の形態に係るエキスパンションジョイント構造を示した断面図である。 図１に示す矢印IIから見た図である。 図１に示すエキスパンションジョイントの拡大断面図である。 図１に示すエキスパンションジョイントの斜視図である。 図４に示す弾性部品の斜視図である。 図４に示す天板の側面部分拡大図である。 図１に示すエキスパンションジョイントの部分拡大斜視図である。 図１に示す免震建物が地盤から水平方向に離隔するように変位したときのエキスパンションジョイントの動作を示す図である。 図１に示す免震建物が地盤に水平方向に接近するように変位したときのエキスパンションジョイントの動作を示す図である。 図１に示す傾斜面から侵入してきた車両のタイヤがエキスパンションジョイントに到達したときの荷重状態を示す図である。

符号の説明

１ エキスパンションジョイント
２ 免震建物
３ 地盤
３ａ 傾斜面
１１ 弾性部材
１２ 弾性部品
１３ａ 凸部
１３ｂ 接触部
１３ 支持板
１４ 弾性変形板
１４ａ 接触部
１５ 天板
１６ 中間板
１７ 表装シート
２１ 張り出し部
２１ａ 端面
３１ａ 段差鉛直面
３１ｂ 段差水平面

Claims (3)

1. 免震建物と前記免震建物から水平方向に離隔しつつ前記免震建物に対向した非免震物との間に配置されており、水平方向に弾性変位可能であると共に、上方に開口した間隙が形成されるように配列された複数の弾性部品を含む弾性部材と、
   前記弾性部材の弾性変位方向に関して前記弾性部材の全域を被覆するように前記免震建物と前記非免震物とに固定された弾性を有する表装シートと、
   それぞれが前記弾性部品に固定されており、前記弾性部材の弾性変位に応じて互いのオーバーラップ率が変化するように前記弾性部材上において前記弾性変位方向に配列された硬質の複数の天板と、
   前記天板の上面と前記表装シートの上面との間に配置された硬質の中間板とを備えており、
   前記弾性部材が、前記免震建物及び前記非免震物の一方であって他方に向かって下方に傾斜した傾斜面を有する方に支持されており、
   前記中間板が、前記免震建物及び前記非免震物の一方に固定及び支持されていると共に前記弾性部材において少なくとも前記傾斜面に近い方の端部と対向する位置に配置されており、且つ、前記弾性変位方向に関して前記免震建物及び前記非免震物の他方と干渉することがない長さを有しており、
   通常時においては、前記弾性部材が前記免震建物及び前記非免震物の両方と接触していると共に、前記表装シートが前記弾性変位方向に関して自然長以上の長さ範囲内にあり、
   地震時においては、前記弾性部材が圧縮されつつ前記免震建物及び前記非免震物の両方と接触していると共に、前記表装シートが前記弾性変位方向に関して自然長未満の長さ範囲内にある状態と、前記弾性部材が前記免震建物及び前記非免震物の前記一方だけと接触していると共に、前記表装シートが前記弾性変位方向に関して自然長を超える長さ範囲内にある状態とを取ることを特徴とするエキスパンションジョイント構造。
2. 前記中間板が、前記天板と前記表装シートとの間に挟まれていることを特徴とする請求項１に記載のエキスパンションジョイント構造。
3. 前記中間板と前記弾性部材とが、同じ締結具によって、前記免震建物及び前記非免震物の前記一方に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエキスパンションジョイント構造。

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