JP2014114916A

JP2014114916A - 免震部材

Info

Publication number: JP2014114916A
Application number: JP2012270583A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Hayashi; 慎一郎林; Washio Hayashi; 和志郎林; Kanako Hayashi; 加奈子林; Kozaburo Hayashi; 宏三郎林
Original assignee: Hayashi Bussan Co Ltd
Current assignee: Hayashi Bussan Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-26

Abstract

【課題】主として地震震動発生面側と免震対象部材側との間に介在させることに依って、短周期地震動と長周期地震動の何れの地震に対しても免震作用が奏されるようにした免震部材の提供を図る。
【解決手段】
筒状空所1aを中央部に形成した下位側基体１を地震震動発生面側Aの上面に取付け、筒状空所2aを中央部に形成した上位側基体２を、当該両筒状空所1a,2aを同軸とするような対向状態で免震対象部材側Bの下面に取付け、当該下位側基体１と上位側基体２とを連結するためのゴム等伸縮自在な材料で製した制御用連桿３の上下両端部分を、上記両筒状空所1a,2a内において弾力的に引き伸ばし自在とするように取付けて成る免震部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として地震震動発生面側と免震対象部材側との間に介在させることに依って、地震発生時において免震作用が奏されるようにした免震部材に関する。

従来、例えば地震に対する免震化を図る機構において、横揺れ等を吸収するための部材たる柱状を呈する支持用部材(小棒状部材)は、積層ゴムなどのゴム柱とすることを通例とした（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−２９２１５５号公報

上記したようなゴム柱であると、その可撓性及び伸縮性の調整が非常に困難であり、殆どゴム素材の特性に委ねざるを得ない。従って、例えば強度的に太いゴム柱を用いた場合、その可撓性が強すぎて免震作用に齟齬をきたしてしまうこととなる。

更に、地震には短周期地震動(周期１秒前後)と長周期地震動(周期５秒以上)とがあり、上記のようなゴム柱に依存した免震装置であると、縦揺れ的振動である直下型地震と、細かな横揺れである短周期地震動に対する対応は可能であっても、極めてゆっくりとした横揺れ的な振動である長周期地震動が発生した場合は、その振幅が大きいため、ゴム柱自体の長さ不足によりその振幅に対応できず、また、対応できるだけの長さのものを用いた場合は座屈等が生じてしまうと推定された。

そのため従来、免震部材製造業者においては、短周期地震動用と長周期地震動用の両免震部材の開発製造を行わなければならず、必然、開発費及び製造コストの高騰性が伴うことを余儀なくされた。

本発明はこのような従来の問題点の解消化を企図した「免震部材」、と言う新規な製品の提供を図ったものである。

本発明は請求項１に記載のように、筒状空所1aを中央部に形成した下位側基体１を地震震動発生面側Aの上面に取付け、筒状空所2aを中央部に形成した上位側基体２を、当該両筒状空所1a,2aを同軸とするような対向状態で免震対象部材側(B)の下面に取付け、当該下位側基体１と上位側基体２とを連結するためのゴム等伸縮自在な材料で製した制御用連桿３の上下両端部分を、上記両筒状空所1a,2a内において弾力的に引き伸ばし自在とするように取付けて成る免震部材に係る。

本発明は請求項２に記載のように、開口部上端寄り部分に顎状周縁1bを具えた筒状空所1aを中央部に形成した下位側基体１を、地震震動発生面側Aの上面に取付け、開口部下端寄り部分に顎状周縁2bを具えた筒状空所2aを中央部に形成した上位側基体２を、当該両筒状空所1a,2aを同軸とするような対向状態で免震対象部材側Bの下面に取付け、上端及び下端にスプリング受け盤3a及び3bを設けかつゴム等伸縮自在な材料で製した制御用連桿３を、上記対向状態にある下位側基体１と上位側基体２の各筒状空所1a,2a内を貫通するように位置させると共に、上端のスプリング受け盤3aと上位側基体２の顎状周縁2b間に第二コイルスプリング５を介在させると共に、下端のスプリング受け盤3bと下位側基体１の顎状周縁1b間に第三コイルスプリング６を介在させることに依って、弾力的かつ引出し自在に支持し、また、必要に応じて、当該制御用連桿３を全長に亘って覆うようにスプリング受け盤3a及び3b間に第一コイルスプリング４を取付け、第二コイルスプリング５と第三コイルスプリング６の弾力的強さを異ならせると共に、両者の弾力性は第一コイルスプリング４と制御用連桿３自体の弾力的強さを超えないように構成したことを特徴とする免震部材に係る。

本発明は請求項３に記載のように、上位側基体２の側部にして制御用連桿３の両側部に対称的に位置しかつ内部にゴム材等製の弾力性円柱状心材7aおよび8aを収装した免震用コイルスプリング７及び８を垂設すると共に、当該コイルスプリング７及び８の下端を下位側基体２の上面に対して摺動自在に接触させるように構成した請求項１または請求項２の何れかに記載の免震部材を実施の態様とする。

本発明は請求項４に記載のように、下位側基体１の上面にステンレス板９を張設し、当該ステンレス板９の上面に対して免震用コイルスプリング７及び８が接触摺動可能とするように構成した請求項３に記載の免震部材を実施の態様とする。

本発明は請求項５に記載のように、地震震動発生面側Aを地盤とし、免震対象部材側Bとして建物等構築部材として成る請求項１乃至請求項４の何れかに記載の免震用部材を実施の態様とする。

本発明は請求項１に記載のような構成を採用したから、構成が極めてシンプルな形態にも関わらず、良好なる免震作用を奏させることができる。そして、下位側基体１と上位側基体２とを連結するためのゴム等伸縮自在な材料で製した制御用連桿３の上下両端部分を、上記両筒状空所1a,2a内において弾力的に引き伸ばし自在とするように取付けることに依り、長周期地震動のような大きく揺れ動く震動に対しても当該制御用連桿３の弾力的引き伸ばし作用に基づき免震的対応が可能化される。

そして、本発明は、建物または橋の橋脚等、地表上の各種構築物に対する免震部材としての使用、または、墓石または石灯篭の中間材または土台に対する免震材としての使用、更には、ショーケース、各種棚、フロアー上の美術品或いはコンピュータ等に対する免震用部材としての利用を図ることも可能化される。

本発明は請求項２記載のような構成を採用したから、下位側及び上位側の基体１及び２の連結している制御用連桿３が、地震発生時の揺れ動きに対する伸縮作動が極めてスムーズに行われ、顕著な安定性を保った免震作用を奏することができる。

更に、第二コイルスプリング５と第三コイルスプリング６の弾力的強さを異ならせると共に、両者の弾力性は第１コイルスプリングと制御用連桿３自体の弾力的強さを超えないように構成することに依り、弱い長周期地震動の場合は第二コイルスプリング５と第三コイルスプリング６の何れか一方に依る伸縮に基づく免震作用が奏され、これより強い地震動の場合において他方のコイルスプリングの伸縮が行われ、更に強い地震動の場合は制御用連桿３自体の伸縮性が発揮されると言うように、地震動の強さに連動した段階的免震作用の対応がなされることとなる。

本発明は請求項３に記載のような構成を採用したから、直下型地震動のように垂直的上下運動を伴う縦揺れ地震の場合は、コイルスプリング７及び８の縦方向の伸縮性に基づき免震作用が奏される。また、短周期地震動のような細かく早い震動には、当該コイルスプリング７及び８の横方向の摺動性に基づき免震作用が奏される。これは前述した制御用連桿３の揺れ動きに基づきなされる免震作用に加えて行われるため、その免震効果は極めて安定したものとされる。

本発明は請求項４に記載のような構成を採用したから、コイルスプリング７及び８の摺動性が著しく良好化される。従って、これに依る免震作用が極めて円滑かつ安定して行われることとなる。

本発明は請求項５に記載のような構成、すなわち、地震震動発生面側Aを地盤とし、免震対象部材側Bとして建物等構築部材とすることに依り、一般の建築用免震部材として広くその実施が図られる。

本発明の縦断面図である。短周期地震動に対して免震作用が働いた状態を表した本発明の説明用縦断面図である。長周期地震動に対して免震作用が働いた状態を表した本発明の説明用縦断面図である。

図面は本発明に係る免震部材を、地震震動発生面側Aと免震対象部材側Bとの間に取付けた状態を表したものである。

図１において、１はその中央部に筒状空所1aを形成した下位側基体であって、地震震動発生面側Aに固定してある。そして、当該筒状空所1aの開口部上端寄り部分には、顎状周縁1bを設けると共にこれに連なるラッパ状開口部1cを形成してある。

２はその中央部に筒状空所2aを形成した上位側基体であって、免震対象部材側Bに固定してある。そして、当該筒状空所2aの開口部下端寄り部分には、顎状周縁2bを設けると共にこれに連なるラッパ状開口部2cを形成してある。なお、このようなラッパ状開口部1c,2cを設けたのは、後述する制御用連桿３の伸長屈曲的変形を阻害しないようにするためのものである。

なお、上記した下位側基体１と上位側基体２とはその両者の筒状空所1aと2aが同軸的となるような対向状態で、夫々地震震動発生面側Aと免震対象部材側Bに対して固定化するように構成してある。

また、上記した両基体１,２の地震震動発生面側Aと免震対象部材側Bに対するそれぞれの固定手段は、主として接着剤に依る固定を図るものである。然し乍、これに限定されるものではなく、例えば螺子止め、楔止め、その他適宜な固定手段に依存する様に構成しても良い。

３はゴム材等可撓性材料で製した制御用連桿であって、その上端及び下端にはスプリング受け盤3a及び3bを設けると共に、当該スプリング受け盤3a及び3bの間には、制御用連桿３に対してその全長に亘って覆うように遊嵌させた第一コイルスプリング４を介在させ、その下端及び上端を夫々弾力的に受け止めるように構成してある。当該第一コイルスプリング４は制御用連桿３の反り的弾力性を補強するものであり、両者共同して反り的強度の強化性、並びにその弾力性に基づく復元の迅速性を図るように構成してある。然し乍、当該第一コイルスプリング４はこれを省略するように構成しても良い。この場合、制御用連桿３の反り的弾力性の復元は当該制御用連桿３自体の復元力に依存することとなる。

５は制御用連桿の上端寄りに介在させた第二コイルスプリング、６は制御用連桿の下端寄りに介在させた第三コイルスプリングであって、両者は前述したスプリング受け盤3aと顎状周縁2bの間、及び、スプリング受け盤3bと顎状周縁1bの間に、夫々弾力的に介在させるように構成してある。そして、当該第二及び第三コイルスプリング５及び６は、既述した第一コイルスプリング４の外側に位置するような形態で設けられている。これに依り、当該制御用連桿５は上下部分において弾力的かつ昇降自在な支持が成されるように構成してある。

ところで、上述した制御用連桿３と、第一乃至第三コイルスプリング3.4.5とは、夫々その弾力的強さを異ならせるように構成してある。例えば、一つのケースとして示せば、弾力性が弱い順に、第二コイルスプリング５、第三コイルスプリング６、制御用連桿３、第一コイルスプリング４とするように設定する。さらに具体的に述べれば、第二コイルスプリング５と第三コイルスプリング６の弾力的強さを異ならせると共に、両者の弾力性は第１コイルスプリングと制御用連桿(３)自体の弾力的強さを超えないように設定する。これにより、地震発生に伴い弾力性が弱い部分から弾力的変形が発生し、後述するような作用を奏する段階的な免震効果を発揮することとなる。

７及び８は上位側基体２の側部にして制御用連桿３の両側部に対称的に位置するように設けた免震用コイルスプリングであって、その上端は上位側基体２の下面に対して固定化してある。そして、当該免震用コイルスプリング７および８内にはゴム材等製の弾力性円柱状心材7aおよび8aが収容されている。そして、当該免震用コイルスプリング７および８の下端は、下位側基体２の上面に対して摺動自在に接触させてある。

９は下位側基体１の上面平坦面に張設したステンレス板であって、上記した免震用コイルスプリング７および８の下端部接触の円滑性を図るためのものである。然し乍、下位側基体１の上面が平滑性を具えたものであれば、当該ステンレス板９は省略しても良い。

図１に示すような状態において、直下型地震における縦揺れを感知した場合、免震用コイルスプリング７及び８の縦方向の伸縮性に基づき吸収される。すなわち、地震の縦揺れに基づく下位側基盤１の上下動は、免震用コイルスプリング７及び８を押し上げることに留まり、その伸縮性に基づき上位側基盤２に伝わることを回避させ、結局、縦揺れに対する免震作用が奏される。この時、制御用連桿３部分もその伸縮性に基づき連動的な作動が奏される。

また、通常の横揺れの地震を感知した場合であるが、図２に矢印で示すように、上記した免震用コイルスプリング７及び８部分を水平方向に滑らす力として吸収され、これに依り、下位側基盤１の横揺れが上位側基盤２に伝わることを回避させ、結局、横揺れに対する免震作用が奏される。この時、制御用連桿３は図２に示すように横揺れと連動してわずかに撓むことに依り、免震用コイルスプリング７及び８の横揺れに対する免震作用の協調性が図られる。すなわち、当該免震用コイルスプリング７及び８の横揺れを妨げることがない。

次に、極めて大きくかつゆっくりとした震動を伴う長周期地震動が発生した際であるが、その震動が大きいため、例えば制御用連桿３が固定された定長なものと仮定した場合、その揺れ動きに対応できないこととなる。本発明はこのような場合であっても対応可能とするように構成したことを骨子的構成とするものである。

すなわちこのような場合、本発明にあっては図３に示すように、制御用連桿３の上端及び下端部分が上位側基盤２と下位側基盤１との筒状空所2aと1aからそれぞれ第二コイルスプリング５及び第三コイルスプリング６に抗して弾力的に引き出されることに依り、その全長寸法の実質的伸長化が図られる。すなわち、このような制御用連桿３の引き伸ばし作用が、下位側基体１に加わる地震震動を上位側基体２に対して伝えないための免震作用の実行を妨げない要因として機能することとなる。

そして、上記した全長寸法の増加率は、地震の振れ動きに即応した長さとするような調節が、上記第二コイルスプリング５及び第三コイルスプリング６の伸縮性、並びに、制御用連桿３自体の反り及び伸縮性と、第一コイルスプリング４の伸縮性とにより調節され、顕著な同期性を保って行われる。

すなわち、既述したように、例えば、第二コイルスプリング５と第三コイルスプリング６の弾力的強さを異ならせると共に、両者の弾力性は第１コイルスプリングと制御用連桿(３)自体の弾力的強さを超えないように設定した場合、長周期地震動発生に伴い、弾力性が弱い部分から弾力的変形が発生することとなる。従って、上述したような制御用連桿３の免震的引き伸ばし作用が段階的に働き、その免震効果の円滑性が図られることとなる。換言すると、例えば最初は第二コイルスプリング５の圧縮に基づく制御用連桿３の上端部を引出し、次に、第三コイルスプリング６の圧縮に基づく制御用連桿３の上端部を引出し、次いで第１コイルスプリング４と制御用連桿３自体の伸長性とが働くと言うように、長周期地震動の振幅量に即応した免震作用の実行が果たされる。

なお、上記した弾力性の強弱であるが、これは例示したものに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定するものであり、本発明にあっては、これらの弾力性を互いに異なったものとすることを要件とするものである。

ところで、本発明は地震震動発生面側Aを地表とし、免震対象部材側Bを建物等構築部材とすることに依り一般的な構築物に対する免震部材としての利用を主たる目的とするものである。すなわち、本発明を例えばビル等の構築物に対する免震用部材として用いる場合は、地震震動発生面側A及び免震対象部材側B間に介在させ、このような介在点を所要数にして所要箇所に配置することに依り、当該構築物に対する免震作用が奏されることとなる。

また、地震震動発生面側Aを建物のフロアーとし、免震対象部材側Bを美術品またはコンピュータ等保護対象物とすることに依り、これらに対する免震部材としての利用を図ることができる。

すなわち、本発明は建物等の構築部材に対する免震用としての使用以外、例えばフロアー上に載置する美術品、コンピュータ機具等に対する免震用部材として用いることができる。

A 地震震動発生面側
B 免震対象部材側
１下位側基体
1a 筒状空所
1b 顎状周縁
1c ラッパ状開口部
２上位側基体
2a 筒状空所
2b 顎状周縁
2c ラッパ状開口部
３制御用連桿
3a スプリング受け盤
3b スプリング受け盤
４第一コイルスプリング
５第二コイルスプリング
６第三コイルスプリング
７免震用コイルスプリング
7a 弾力性円柱状心材
８免震用コイルスプリング
8a 弾力性円柱状心材
９ステンレス板

Claims

筒状空所(1a)を中央部に形成した下位側基体(１)を地震震動発生面側(A)の上面に取付け、筒状空所(2a)を中央部に形成した上位側基体(２)を、当該両筒状空所(1a,2a)を同軸とするような対向状態で免震対象部材側(B)の下面に取付け、
当該下位側基体(１)と上位側基体(２)とを連結するためのゴム等伸縮自在な材料で製した制御用連桿(３)の上下両端部分を、上記両筒状空所(1a,2a)内において弾力的に引き伸ばし自在とするように取付けて成る免震部材。
開口部上端寄り部分に顎状周縁(1b)を具えた筒状空所(1a)を中央部に形成した下位側基体(１)を、地震震動発生面側(A)の上面に取付け、開口部下端寄り部分に顎状周縁(2b)を具えた筒状空所(2a)を中央部に形成した上位側基体(２)を、当該両筒状空所(1a,2a)を同軸とするような対向状態で免震対象部材側(B)の下面に取付け、
上端及び下端にスプリング受け盤(3a及び3b)を設けかつゴム等伸縮自在な材料で製した制御用連桿(３)を、上記対向状態にある下位側基体(１)と上位側基体(２)の各筒状空所(1a,2a)内を貫通するように位置させると共に、上端のスプリング受け盤(3a)と上位側基体(２)の顎状周縁(2b)間に第二コイルスプリング(５)を介在させると共に、下端のスプリング受け盤(3b)と下位側基体(１)の顎状周縁(1b)間に第三コイルスプリング(６)を介在させることに依って、弾力的かつ引出し自在に支持し、
また、必要に応じて、当該制御用連桿(３)を全長に亘って覆うようにスプリング受け盤(3a及び3b)間に第一コイルスプリング(４)を取付け、
第二コイルスプリング(５)と第三コイルスプリング(６)の弾力的強さを異ならせると共に、両者の弾力性は第一コイルスプリング(４)と制御用連桿(３)自体の弾力的強さを超えないように構成したことを特徴とする免震部材。
上位側基体(２)の側部にして制御用連桿(３)の両側部に対称的に位置しかつ内部にゴム材等製の弾力性円柱状心材(7a)および(8a)を収装した免震用コイルスプリング(７及び８)を垂設すると共に、当該コイルスプリング(７及び８)の下端を下位側基体(２)の上面に対して摺動自在に接触させるように構成した請求項１または請求項２の何れかに記載の免震部材。
下位側基体(１)の上面にステンレス板(９)を張設し、当該ステンレス板(９)の上面に対して免震用コイルスプリング(７及び８)が接触摺動可能とするように構成した請求項３に記載の免震部材。
地震震動発生面側(A)を地盤とし、免震対象部材側(B)として建物等構築部材として成る請求項１乃至請求項４の何れかに記載の免震用部材。