JP2017198063A

JP2017198063A - 免震装置

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Publication number: JP2017198063A
Application number: JP2017097104A
Authority: JP
Inventors: 泰徳松中; Yasutoku Matsunaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: JP6435371B2

Abstract

【課題】地震時の揺れの吸収効果を高めることのできる免震装置を提供する。
【解決手段】互いに相対的に移動する上側固定部材１０と下側固定部材２０との間に、上面及び下面にそれぞれ上側固定部材１０及び下側固定部材２０が摺動自在に接触する複数の滑り部材３０を設けたので、各滑り部材３０の上下一方の面だけでなく上下両方の面で上側固定部材１０及び下側固定部材２０を摺動させることができ、地震の揺れの吸収効果を格段に高めることができる。摺動面が複数の滑り部材３０に分割されているので、滑り部材３０ごとの接触面積が小さくなり、クラウニング現象の発生を抑制することができる。各滑り部材３０が水平方向に互いに独立して移動可能に設けられているので、互いに拘束されることなく独立して自由に動き回ることができ、各滑り部材３０の摺動をより円滑に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物側と地盤側との間に設けられ、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを吸収する免震装置に関するものである。

近年、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物では、地震による建物の倒壊を防止するため、耐震強度の高い構造のものが多くなっている。しかしながら、建物の倒壊は防ぐことができても、地震による揺れが激しい場合は、室内の家具が転倒したり、備品が飛散するなど、室外側の被害が大きい場合がある。そこで、建物側と地盤側との間に免震装置を設け、地盤側から建物側へ伝わる地震の横揺れを免震装置によって吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この免震装置は、建物側に固定される上側固定部材と、地盤側に固定される下側固定部材と、上側固定部材及び下側固定部材の間に設けられ、上側固定部材に固定された複数の滑り部材を備え、地震による地盤側から免震対象物側への揺れを各滑り部材と下側固定部材との摺動により吸収するようにしている。

特開２００１−１２４１３８号公報

ところで、滑り部材を用いた免震装置では、建物の重量が滑り部材に加わると、滑り部材の外周側に接触圧が集中する、いわゆるクラウニング現象が発生しやすくなる。クラウニング現象が発生すると、滑り部材の実質的な接触面積が減少して面圧が部分的に高くなり、摩擦抵抗が増大して地震時の揺れの吸収効果が損なわれるという問題がある。そこで、前記免震装置では、建物の荷重を受ける滑り部材を複数の部材に分割することにより、滑り部材ごとの接触面積を小さくしてクラウニング現象の発生を抑制するようにしている。

しかしながら、前記免震装置では、各滑り部材の上端側が上側固定部材に固定されているため、摺動面が各滑り部材の下面と下側固定部材の上面との接触面のみとなり、しかも下側固定部材との接触面積は各滑り部材に分割されている分だけ小さくなる。このため、各滑り部材と下側固定部材との摺動面を十分確保することができなくなるとともに、各滑り部材と下側固定部材との接触面の面圧が高くなり、摩擦抵抗が増大して地震時の揺れの吸収効果が損なわれるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、地震時の揺れの吸収効果を高めることのできる免震装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、免震対象物側に固定される上側固定部材と、地盤側に固定される下側固定部材とを備え、地震による地盤側から免震対象物側への揺れを上側固定部材と下側固定部材との水平方向への相対移動により吸収するようにした免震装置において、前記上側固定部材及び下側固定部材の間に水平方向に互いに独立して移動可能に設けられ、上面及び下面にそれぞれ上側固定部材及び下側固定部材が摺動自在に接触する複数の滑り部材を備えている。

これにより、上側固定部材と下側固定部材との間に、上面及び下面にそれぞれ上側固定部材及び下側固定部材が摺動自在に接触する複数の滑り部材が設けられることから、各滑り部材の上下一方の面だけでなく上下両方の面で上側固定部材及び下側固定部材が摺動する。この場合、各滑り部材が水平方向に互いに独立して移動可能に設けられていることから、各滑り部材が互いに拘束されることなく独立して自由に摺動する。

本発明によれば、各滑り部材の上下一方の面だけでなく上下両方の面で上側固定部材及び下側固定部材を摺動させることができるので、地震の揺れの吸収効果を格段に高めることができる。この場合、摺動面が複数の滑り部材に分割されているので、滑り部材ごとの接触面積が小さくなり、クラウニング現象の発生を抑制することができる。また、各滑り部材が互いに拘束されることなく独立して自由に摺動することができるので、各滑り部材の摺動をより円滑に行うことができる。更に、各滑り部材が互いに拘束されることなく不規則に動き回ることにより、各滑り部材の周囲の潤滑油の流動が促進され、潤滑効果を高めることができるという利点もある。

本発明の第１の実施形態を示す免震装置の平面断面図免震装置の側面断面図免震装置を設置した建物の正面図建物に設置された免震装置の側面断面図免震装置の動作を示す側面断面図免震装置の動作を示す平面断面図本発明の第２の実施形態を示す滑り部材の平面図滑り部材の側面断面図本発明の第３の実施形態を示す滑り部材の平面断面図滑り部材の側面断面図本発明の第４の実施形態を示す免震装置の要部平面断面図本発明の第５の実施形態を示す免震装置の要部平面断面図本発明の第６の実施形態を示す免震装置の要部平面断面図

図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示すもので、地盤側から免震対象物側へ伝わる地震の揺れを吸収する免震装置を示すものである。

同図に示す免震装置１は、免震対象物側に固定される上側固定部材１０と、地盤側に固定される下側固定部材２０と、上側固定部材１０及び下側固定部材２０の間に設けられた複数の滑り部材３０と、上側固定部材１０を下側固定部材２０に対して水平方向所定位置に戻す付勢手段としての複数のバネ４０とを備え、上側固定部材１０、下側固定部材２０及び各滑り部材３０には、ステンレス、チタン系金属等の剛性の高い材料が用いられる。

上側固定部材１０は、円形に形成された上面部１１と、上面部１１の周縁から下方に延びる円周状の周壁部１２とからなり、上面部１１の上面に免震対象物が固定されるようになっている。この場合、周壁部１２で囲まれた上面部１１の下面は、各滑り部材３０に水平方向に摺動自在に載置される平滑な滑り面１１ａを形成している。

下側固定部材２０は、円形に形成された底面部２１と、底面部２１の周縁から上方に延びる円周状の周壁部２２とからなり、底面部２１の下面が地盤側に固定されるようになっている。下側固定部材２０は外径が上側固定部材１０の外径の約１／３の大きさに形成され、上側固定部材１０の上面部１１の下方に配置されている。また、周壁部２２で囲まれた底面部２１の上面は、各滑り部材３０が水平方向に摺動自在に載置される平滑な滑り面２１ａを形成している。

各滑り部材３０は、外径寸法よりも高さ寸法の小さい円柱状に形成され、各滑り部材３０の下面は下側固定部材２０の滑り面２１ａにそれぞれ摺動自在に接触している。各滑り部材３０は、外径が下側固定部材２０の周壁部２２の内径の約１／４の大きさに形成され、互いに自由に移動可能な隙間を有するように配置されている。この場合、図１に示すように、例えば滑り面２１ａの中央に一つの滑り部材６０が配置され、その周囲に複数の滑り部材３０が円周状に並ぶように互いに間隔を置いて配置されている。各滑り部材３０の上面には上側固定部材１０の上面部１１が載置され、各滑り部材３０の上面は上側固定部材１０の滑り面１１ａにそれぞれ摺動自在に接触している。また、各滑り部材３０の周囲には潤滑油が充填されている。

各バネ４０は、水平方向に延びるコイルバネからなり、一端を上側固定部材１０の周壁部１２に連結され、他端を下側固定部材２０の周壁部２２に連結されている。各バネ４０は、互いに上側及び下側固定部材１０，２０の周方向に等間隔で配置され、上側固定部材１０を下側固定部材２０に対して水平方向中央に戻るように付勢している。

以上のように構成された免震装置１は、例えば図３に示す免震対象物としての建物２に設置される。建物２は、建物本体３が鉄筋コンクリート構造の耐圧盤４の上に配置されており、耐圧盤４は地盤５上に形成されている。免震装置１は、建物本体３の土台３ａと耐圧盤４との間の複数個所に配置され、図４に示すように、下側固定部材２０が耐圧盤４に固定され、土台３ａの上には建物本体３の布基礎３ｂ及び柱３ｃが配置される。

本実施形態の免震装置１においては、地震による横揺れが生ずると、図５に示すように、地盤５側に固定された下側固定部材２０に対して建物２側に固定された上側固定部材１０が水平方向に移動し、地盤５側から建物２側への揺れが吸収される。その際、下側固定部材２０が上側固定部材１０に対して水平方向に移動すると、各滑り部材３０の上面及び下面がそれぞれ上側固定部材１０の滑り面１１ａ及び下側固定部材２０の滑り面２１ａに対して摺動し、上側固定部材１０及び下側固定部材２０に対する各滑り部材３０の摺動によって地盤５側から建物２側への揺れが吸収される。その際、摺動面が複数の滑り部材３０に分割されているので、滑り部材３０ごとの接触面積が小さくなり、クラウニング現象の発生が抑制される。また、各滑り部材３０は、上側固定部材１０及び下側固定部材２０のいずれにも固定されておらず、しかも水平方向に互いに独立して移動可能なので、図６に示すように下側固定部材２０の周壁部２２で囲まれた領域内を互いに拘束されることなく独立して自由に摺動する。

地震の揺れがなくなった後は、各バネ４０の復元力により、上側固定部材１０が下側固定部材２０に対して水平方向中央に戻るように付勢され、建物２が元の位置に復帰する。

このように、本実施形態の免震装置によれば、互いに相対的に移動する上側固定部材１０と下側固定部材２０との間に、上面及び下面にそれぞれ上側固定部材１０及び下側固定部材２０が摺動自在に接触する複数の滑り部材３０を設けたので、各滑り部材３０の上下一方の面だけでなく上下両方の面で上側固定部材１０及び下側固定部材２０を摺動させることができ、地震の揺れの吸収効果を格段に高めることができる。この場合、摺動面が複数の滑り部材３０に分割されているので、滑り部材３０ごとの接触面積が小さくなり、クラウニング現象の発生を抑制することができる。

また、各滑り部材３０が水平方向に互いに独立して移動可能に設けられているので、互いに拘束されることなく独立して自由に摺動することができ、各滑り部材３０の摺動をより円滑に行うことができる。更に、各滑り部材３０が互いに拘束されることなく不規則に動き回ることにより、各滑り部材３０の周囲の潤滑油の流動が促進され、潤滑効果を高めることができるという利点もある。

図７及び図８は本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分は図示を省略または同一の符号を付して説明する。

本実施形態の滑り部材５０は、第１の実施形態と同様、外径寸法よりも高さ寸法の小さい円柱状に形成され、上側固定部材１０と下側固定部材２０との間に複数設けられている。滑り部材５０の上面及び下面にはそれぞれ潤滑油流通用の複数の溝５１が設けられ、各溝５１は滑り部材５０の径方向中央から周縁まで放射状に延びるように形成されている。また、滑り部材５０の径方向中央には上面から下面まで貫通する潤滑油流通用の孔５２が設けられ、孔５２の上端及び下端はそれぞれ滑り部材５０の上面及び下面の各溝５１に連通している。

本実施形態によれば、滑り部材５０が上側固定部材１０及び下側固定部材２０に対して摺動すると、潤滑油が各溝５１から滑り部材５０の上面及び下面の間に供給され、滑り部材５０の潤滑が促進される。また、各溝５１内の潤滑油が孔５２を流通して滑り部材５０の上面及び下面の間を移動することから、潤滑効果をより高めることができる。

尚、前記第２の実施形態では、滑り部材５０に潤滑油流通用の溝５１及び孔５２の両方を設けたものを示したが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

図９及び図１０は本発明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分は図示を省略または同一の符号を付して説明する。

本実施形態の滑り部材６０は、第１の実施形態と同様、外径寸法よりも高さ寸法の小さい円柱状に形成され、上側固定部材１０と下側固定部材２０との間に複数設けられている。この場合、図１と同様、例えば滑り面２１ａの中央に一つの滑り部材６０が配置され、その周囲に複数の滑り部材６０が円周状に並ぶように互いに間隔を置いて配置されている。滑り部材６０は、下面を円形に開口した中空状の上面部６１と、上面部６１の下面の周縁側を覆う板状の下面部６２とからなり、滑り部材６０内には、滑り部材６０を下側固定部材２０に対して水平方向所定位置に戻す付勢手段としての複数のバネ６３が設けられている。また、下側固定部材２０には、各バネ６３を連結するための支軸２３が滑り部材６０内の中央に位置するように突設されている。この場合、下面部６２の中央側は円形に開口されており、この開口部によって支軸２３に対する滑り部材６０の移動を許容するようになっている。

各バネ６３は、水平方向に延びるコイルバネからなり、一端を滑り部材６０の内周面に連結され、他端を支軸２３に連結されている。各バネ６３は、互いに滑り部材６０の周方向に等間隔で配置され、滑り部材６０を支軸２３に対して水平方向中央に戻るように付勢している。

本実施形態では、各滑り部材６０の上面及び下面がそれぞれ上側固定部材１０の滑り面１１ａ及び下側固定部材２０の滑り面２１ａに対して摺動する。その際、各滑り部材６０は、上側固定部材１０及び下側固定部材２０のいずれにも固定されておらず、しかも水平方向に互いに独立して移動可能なので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、地震の揺れがなくなった後は、各バネ６３の復元力により、滑り部材６０が下側固定部材２０に対して支軸２３の水平方向中央に戻るように付勢される。これにより、各滑り部材６０をそれぞれ元の位置に復帰させることができるので、建物２の荷重を常に各滑り部材６０によって均一に受けることができる。

更に、本実施形態では、滑り部材６０の上面部６１の下面の周縁側を板状の下面部６２で覆うようにしているので、下面部６２によって下側固定部材２０との接触面積を十分に確保することができ、下側固定部材２０側の面圧を低下させることができる。

尚、前記第３の実施形態の滑り部材６０の上面に第２の実施形態と同様の潤滑油流通用の溝を設けるようにしてもよい。

図１１は本発明の第４の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分は図示を省略または同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、下側固定部材２０の滑り面２１ａに、潤滑油流通用の複数の溝２１ｂが設けられ、各溝２１ｂは滑り面２１ａの径方向中央から周縁まで放射状に延びるように形成されている。

本実施形態によれば、滑り部材３０が下側固定部材２０に対して摺動すると、潤滑油が各溝２１ｂから下側固定部材２０の滑り面２１ａと滑り部材３０の下面との間に供給され、滑り部材３０の潤滑が促進される。

図１２は本発明の第５の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分は図示を省略または同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、下側固定部材２０の滑り面２１ａに、潤滑油流通用の複数の溝２１ｃが設けられ、各溝２１ｃは滑り面２１ａの径方向中央を中心に同心円状に形成されている。

本実施形態によれば、滑り部材３０が下側固定部材２０に対して摺動すると、潤滑油が各溝２１ｃから下側固定部材２０の滑り面２１ａと滑り部材３０の下面との間に供給され、滑り部材３０の潤滑が促進される。

尚、前記第４及び第５の実施形態では、下側固定部材２０の滑り面２１ａに溝２１ｂ，２１ｃを設けたものを示したが、上側固定部材１０の滑り面１１ａにも第４または第５の実施形態と同様の溝を設けるようにしてもよい。

また、図１３の第６の実施形態に示すように、下側固定部材２０（または上側固定部材１０）に、第４の実施形態の溝２１ｂと第５の実施形態の溝２１ｃの両方を同じ滑り面に設けるようにしてもよい。

更に、第４及び第５の実施形態では、第１の実施形態の滑り部材３０を用いたものを示したが、第２の実施形態の滑り部材５０または第３の実施形態の滑り部材６０を用いるようにしてもよい。

１…免震装置、２…建物、５…地盤、１０…上側固定部材、２０…下側固定部材、２１ｂ，２１ｃ…溝、３０…滑り部材、４０…バネ、５０…滑り部材、５１…溝、５２…孔、６０…滑り部材、６３…バネ。

Claims

免震対象物側に固定される上側固定部材と、地盤側に固定される下側固定部材とを備え、地震による地盤側から免震対象物側への揺れを上側固定部材と下側固定部材との水平方向への相対移動により吸収するようにした免震装置において、
前記上側固定部材及び下側固定部材の間に水平方向に互いに独立して移動可能に設けられ、上面及び下面にそれぞれ上側固定部材及び下側固定部材が摺動自在に接触する複数の滑り部材を備えた
ことを特徴とする免震装置。
前記上側固定部材及び下側固定部材の少なくとも一方と滑り部材との接触面に潤滑油流通用の溝を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
前記溝を放射状に形成した
ことを特徴とする請求項２記載の免震装置。
前記溝を同心円状に形成した
ことを特徴とする請求項２または３記載の免震装置。
前記滑り部材に、滑り部材の上面と下面とを貫通する潤滑油流通用の孔を設けた
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の免震装置。
前記上側固定部材を下側固定部材に対して水平方向所定位置に戻す付勢手段を備えた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の免震装置。
前記滑り部材を上側固定部材または下側固定部材に対して水平方向所定位置に戻す付勢手段を備えた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の免震装置。