JP2011127384A

JP2011127384A - 免震装置

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Publication number: JP2011127384A
Application number: JP2009288932A
Authority: JP
Inventors: Shohei Suzuki; 正平鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: JP5143116B2

Abstract

【課題】建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置の提供。
【解決手段】基礎構造体Ａ側に固定される基台２と、上部構造体Ｂ側に固定される荷重台３と、該荷重台３と基台２間に配されて基台２面に対して水平移動する摺動台４と、該摺動台４の内側に拘束された状態をもって収納される免震用板ばね５とを備え、該免震用板ばね５は、上記基台２の中心にその一部が連結され、該連結部の反対側が上記摺動台４の内面に弾接して、横揺れが発生した場合には、上記摺動台４が上部構造体Ｂ側に固定されている荷重台３と一緒に基台２上を左右方向に移動することにより、上記免震用板ばね５が弾性変形して、横揺れに対する減衰機能を発揮させんとするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、地震などによる建物の横揺れや縦揺れを免震できる免震装置に関するものである。

地震などによって建物の基礎構造体が振動すると、該基礎構造体上に構築された上部構造体には、揺れによる大きな繰り返し応力が発生する。そして、振動規模が大きい場合には、上部構造体が変形したり、破損・倒壊して、大きな被害が生じる恐れがある。

そこで、基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置としては、基礎構造体に対して上部構造体を水平方向にスライドさせるスライド形式のものと、基礎構造体と上部構造体とを弾性体を介して連結した弾性体介在形式のものとがある。

ここで、スライド形式の免震装置には、基礎構造体と上部構造体とをその摺動面で重ね合わせたものや、基礎構造体と上部構造体との間に転動可能なローラを挿入したものがあるが、基礎構造体が振動して、上部構造体がその水平力を受けた方向に移動しようとする際に、減衰機能が発揮されるので、このスライド形式のものは、スライドする上部構造体が何物にも衝突することなく停止するための広いスライド面が必要となり、この為、自ずと、装置自体が大型化する嫌いがあった。

又、弾性体介在形式の免震装置は、基礎構造体に生じる振動を全て弾性体で受け止めて、剪断方向の弾性変形により衝撃を発生させることなく減衰するために、弾性体は強い振動に耐えることができ、且つ、弾性振幅よりも大きい弾性変形量が必要となるので、この弾性体には大型のものが使用されこととなって、やはり、装置全体が複雑となり大型化する嫌いがあった。

本発明は、斯かる実情に鑑み開発されたもので、請求項１記載の発明は、建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置であって、基礎構造体側に固定される基台と、上部構造体側に固定される荷重台と、該荷重台と基台間に配されて基台面に対して水平移動する摺動台と、該摺動台の内側に拘束された状態をもって収納される免震用板ばねとを備え、該免震用板ばねは、上記基台の中心にその一部が連結され、該連結部の反対側が上記摺動台の内面に弾接して、横揺れが発生した場合には、上記摺動台が上部構造体側に固定されている荷重台と一緒に基台上を左右方向に移動することにより、上記免震用板ばねが弾性変形して、横揺れに対する減衰機能を発揮することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置であって、基礎構造体側に固定される基台と、上部構造体側に固定される荷重台と、該荷重台と基台間に拘束された状態をもって配される第一免震用板ばねと、該第一免震用板ばねの内側に拘束された状態をもって収納される第二免震用板ばねと、上記荷重台と該第二免震用板ばねの中心間に連結されて第二免震用板ばねを上記第一免震用板ばねの内側に支持する支持板とを備え、第一免震用板ばねは、上記基台と荷重台間に連結され、第二免震用板ばねは、第一免震用板ばねの中心にその一部が連結され、該連結部の反対側が第一免震用板ばねの内面に弾接して、縦揺れが発生した場合には、上部構造体側に固定されている荷重台が上記支持板と一緒に上下方向に移動することにより、上記第一・第二免震用板ばねが弾性変形して、縦揺れに対する減衰機能を発揮することを特徴とする。

依って、請求項１記載の発明にあっては、免震用板ばねを使用する関係で、構造が極めて簡単で装置全体をコンパクトに構成でき、且つ、振動の規模に容易に対応することができるので、特に、横揺れ対策としては、十分な効果を発揮することが可能となる。

請求項２記載の発明にあっては、第一免震用板ばねと第二免震用板ばねを使用する関係で、やはり、構造が極めて簡単で装置全体をコンパクトに構成でき、且つ、振動の規模に容易に対応することができるので、特に、縦揺れ対策としては、十分な効果を発揮することが可能となる。

（Ａ）は本発明の第一実施例に係る免震装置を一部切欠して示す平面図、（Ｂ）は同断面図である。第一実施例の免震装置を基礎構造体と上部構造体との間に介設した状態を示す要部断面図である。第一実施例の免震装置の他例を一部切欠して示す平面図である。（Ａ）は本発明の第二実施例に係る免震装置を示す正面図、（Ｂ）は同断面図である。第二実施例の免震装置を基礎構造体と上部構造体との間に介設した状態を示す要部断面図である。（Ａ）は本発明の第三実施例に係る免震装置を一部切欠して示す平面図、（Ｂ）は同断面図である。第三実施例の免震装置を基礎構造体と上部構造体との間に介設した状態を示す要部断面図である。

本発明は、建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置を前提として、基礎構造体側に固定される基台と、上部構造体側に固定される荷重台と、該荷重台と基台間に配されて基台面に対して水平移動する摺動台と、該摺動台の内側に拘束された状態をもって収納される免震用板ばねとを備え、該免震用板ばねは、上記基台の中心にその一部が連結され、該連結部の反対側が上記摺動台の内面に弾接して、横揺れが発生した場合には、上記摺動台が上部構造体側に固定されている荷重台と一緒に基台上を左右方向に移動することにより、上記免震用板ばねが弾性変形して、横揺れに対する減衰機能を発揮させんとするものである。

以下、本発明を図示する各好適な実施例に基づいて詳述する。
まず、第一実施例に係る免震装置１は、建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設されるもので、特に詳しくは、地震による建物の横揺れを免震するために開発されたもので、その具体的な構造は、図１に示す如く、上記基礎構造体側に固定される円盤状の基台２と、上記上部構造体側に固定される円板状の荷重台３と、該荷重台３と基台２の間に挾持されて基台２に対して水平移動できる円筒状の摺動台４と、該摺動台４の内部に拘束された状態をもって収納される渦巻き状に巻き回された３個の免震用板ばね５を備える構成となっている。

そして、上記渦巻き状に巻き回された各免震用板ばね５は、基台２の中心部に立設されたセンター軸６にその巻き回し両端部がネジ止めされ、且つ、該ネジ止めの反対側の部分を上記摺動台４の内面に弾接させる状態をもって収納されている。又、この３個の免震用板ばね５は、その両側部分を隣接する免震用板ばね５に弾接させているので、各免震用板ばね５は、図示する如く、上記センター軸６から放射状に配列されることとなる。

又、この免震用板ばね５を収納する摺動台４と荷重台３との関係は、荷重台３を摺動台４の上端開口縁にネジ止めして、摺動台４と一緒に移動できる構成となっており、摺動台４と基台２の関係は、基台２側のセンター軸６は移動せずに摺動台４の下端開口からその中心に位置することとなるが、上部構造体側に横揺れが発生すると、摺動台４が上部構造体と一緒に基台２上面を水平方向に移動できる構成となっている。

依って、第一実施例に係る免震装置１の下では、図２に示す如く、上記基台２を基礎構造体Ａ側にネジ等を介して固定し、荷重台３を上部構造体Ｂ側にネジ等を介して固定すれば、基礎構造体Ａと上部構造体Ｂとの間に介設することが可能となるが、斯かる状態にあっては、それ程の取付スペースを必要としないので、上記した構造上の特徴と相俟って、装置全体の小型化が期待できる。

そして、地震などが発生して、建物の基礎構造体Ａが振動すると、該基礎構造体Ａ上に構築された上部構造体Ｂも揺れることとなるが、この揺れが主に横揺れの場合には、上部構造体Ｂ側の横揺れの大きさに応じて、該上部構造体Ｂに固定されている荷重台３と摺動台４とが一緒に基台２上を左右方向へ摺動する。

すると、この摺動台４の基台２上面に対する摺動に伴いに、該摺動台４内に収納されている各免震用板ばね５が弾性変形して、横揺れに対する減衰機能を発揮するので、これにより、横揺れが効果的に免震されることとなる。尚、この場合は、免震用板ばね５が渦巻き状に巻き回されているので、外側の比較的弱い板ばねから内側の強い板ばねへと順に横揺れを吸収するので、減衰ストロークを短くすることが可能となり、且つ、ばねの反発による揺り戻しも軽減できる。

尚、第一実施例にあっては、３個の免震用板ばね５に対して、渦巻き状に巻き回されたものを使用しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、リング状に曲成された板ばねを使用することも可能であり、且つ、その数も３個に限定されるものではなく、例えば、図３に示す如く、４個又はそれ以上或いはそれ以下に個数を増減することも可能である。

次に、第二実施例に係る免震装置１１を説明すると、当該第二実施例のものは、上記第一実施例のものとは異なり、特に、地震による建物の縦揺れを免震するために開発されたもので、その具体的な構造は、図４に示如く、基礎構造体Ａ側に固定される基台たるネジ部材１２と、上部構造体Ｂ側に固定されるブロック状の荷重台１３と、該荷重台１３と上記ネジ部材１２との間に拘束された状態をもって配されるリング状に曲成された３枚の第一免震用板ばね１４と、該第一免震用板ばね１４の内側に拘束された状態をもって収納される３個の第二免震用板ばね１５と、該３個の第二免震用板ばね１５を上記第一免震用板ばね１４の内側に支持する一対の支持板１６とを備える構成となっている。

そして、上記３枚の第一免震用板ばね１４は、図示する如く、外側のものほど大きな楕円状に曲成され、内側のものは略正円状に曲成されて、荷重台３とネジ部材１２との間に若干押圧された状態をもって拘束され、該第一免震用板ばね１４の内側に収納される第二免震用板ばね１５は、上記した第一実施例と同様なものであるが、第二実施例では摺動台４がないので、荷重台３と各第二免震用板ばね１５の中心に配されるセンター軸１７間にネジ１８を介して固定される一対の支持板１６によって両側から支持される構成となっている。

尚、第二免震用板ばね１５は、第一実施例と同様に、センター軸１７にその巻き回し両端部がネジ止めされることとなるが、該ネジ止めの反対側の部分は第一免震用板ばね１４の最内側のものの内面に弾接することとなる。

依って、第二実施例に係る免震装置１１の下でも、図５に示す如く、上記基台たるネジ部材１２を基礎構造体Ａ側に螺着し、荷重台１３を上部構造体Ｂ側にネジ等を介して固定すれば、基礎構造体Ａと上部構造体Ｂとの間に介設することが可能となるが、斯かる状態にあっては、やはり、それ程の取付スペースを必要としないので、装置全体の小型化が可能となる。

そして、地震などによって建物の基礎構造体Ａが振動すると、同様に、該基礎構造体Ａ上に構築された上部構造体Ｂが揺れることとなるが、この揺れが主に縦揺れの場合には、上部構造体Ｂ側の揺れの大きさに応じて、該上部構造体Ｂに固定されている荷重台３が支持板１６と連動して上下方向へ移動する。

すると、この荷重台３の移動に伴いに、該荷重台３とネジ部材１２との間に拘束されている第一免震用板ばね１４と、該第一免震用板ばね１４の内側に拘束されている第二免震用板ばね１５とが弾性変形して、縦揺れに対する減衰機能を相乗的に発揮するので、これにより、縦揺れが効果的に免震されることとなる。尚、この場合は、特に、第一免震用板ばね１４が荷重方向の振動を弱めて、上方向に対する反発を抑えることができる。

尚、第二実施例にあっても、第一免震用板ばね１４と第二免震用板ばね１５とは、その個数に限定されるものではなく、任意の個数に増減できることは言うまでもないし、又、渦巻き状に巻き回された第二免震用板ばね１５に関しても、第一実施例と同様に、リング状に曲成された板ばねを使用することも十分に可能である。

次に、第三実施例に係る免震装置２１を説明すると、当該第三実施例のものは、特に、上記した第二実施例の縦揺れ用のもの１１と併用されるもので、その具体的な構造は、図６に示如く、基本的には、第一実施例の横揺れ用の免震構造１をそのまま踏襲するものであるが、異なるところは、上部構造体Ｂに固定される荷重台３の代り、第一実施例の摺動台４に上下動可能に昇降する昇降筒２２を設けて、該昇降筒２２の上端部を上部構造体Ｂ側にネジ等を介して固定する一方、摺動台４の内部に収納される免震用板ばね５を１８０°ずらして上下２段に配する構成となしたものである。

依って、第三実施例に係る免震装置２１の下では、図７に示す如く、上記した第二実施例の免震装置１１が介設されている中間に本実施例の免震装置２１を介設することとなるが、この場合には、基台２を基礎構造体Ａ側にネジ等を介して固定し、昇降筒２２を上部構造体Ｂ側にネジ等を介して固定すれば良い訳であるが、やはり、斯かる状態にあっては、各実施例と同様に、それ程の取付スペースを必要としないので、装置全体の小型化が可能となる。

そして、地震などによって建物の基礎構造体Ａが振動すると、該基礎構造体Ａ上に構築された上部構造体Ｂが揺れることとなるが、この揺れが主に縦揺れの場合には、この第三実施例の免震装置２１の両側に配された縦揺れ用の免震装置１１が機能して、既述した如く、縦揺れ用の各免震装置１１が上下動することとなるが、この時には、上記した昇降筒２２が摺動台４の外周面に沿って昇降動することにより、例え、装置２１自体は横揺れ用と構成されていても、上部構造体Ｂ側の移動に十分に追随することが可能となる。

又、縦揺れと横揺れが同時に来たような場合には、縦揺れに対しては、上記した状態で免震することとなるが、横揺れに対しては、この第三実施例の免震装置２１が上下２段の免震用板ばね５の減衰機能を発揮して、横揺れをも免震することが可能となる。

本発明に係る免震装置は、主として、各種免震用板ばね材を使用する関係で、構造が簡単で、装置自体をコンパクトにすることができ、且つ、振動の規模にも容易に対応できるので、これを小規模な建物などに応用すれば、頗る好都合なものとなる。

１第一実施例の免震装置
２基台
３荷重台
４摺動台
５免震用板ばね
６センター軸
１１第二実施例の免震装置
１２ネジ部材（基台）
１３荷重台
１４第一免震用板ばね
１５第二免震用板ばね
１６支持板
１７センター軸
１８ネジ
２１第三実施例の免震装置
２２昇降筒
Ａ基礎構造体
Ｂ上部構造体

Claims

建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置であって、基礎構造体側に固定される基台と、上部構造体側に固定される荷重台と、該荷重台と基台間に配されて基台面に対して水平移動する摺動台と、該摺動台の内側に拘束された状態をもって収納される免震用板ばねとを備え、該免震用板ばねは、上記基台の中心にその一部が連結され、該連結部の反対側が上記摺動台の内面に弾接して、横揺れが発生した場合には、上記摺動台が上部構造体側に固定されている荷重台と一緒に基台上を左右方向に移動することにより、上記免震用板ばねが弾性変形して、横揺れに対する減衰機能を発揮することを特徴とする免震装置。
建物の基礎構造体と上部構造体との間に介設される免震装置であって、基礎構造体側に固定される基台と、上部構造体側に固定される荷重台と、該荷重台と基台間に拘束された状態をもって配される第一免震用板ばねと、該第一免震用板ばねの内側に拘束された状態をもって収納される第二免震用板ばねと、上記荷重台と該第二免震用板ばねの中心間に連結されて第二免震用板ばねを上記第一免震用板ばねの内側に支持する支持板とを備え、第一免震用板ばねは、上記基台と荷重台間に連結され、第二免震用板ばねは、第一免震用板ばねの中心にその一部が連結され、該連結部の反対側が第一免震用板ばねの内面に弾接して、縦揺れが発生した場合には、上部構造体側に固定されている荷重台が上記支持板と一緒に上下方向に移動することにより、上記第一・第二免震用板ばねが弾性変形して、縦揺れに対する減衰機能を発揮することを特徴とする免震装置。