JP3061127U - 揺動ベアリング式免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量の建築物、或いは構造物の免震対策に利
用するに適した、地盤との絶縁機能、振動の減衰機能、
及び変位の復元機能を備え、製造コストが低くて施工が
簡単であり、しかも耐久性のよい免震装置を提供する。 【解決手段】 本考案の揺動ベアリング式免震装置は、
上側に浅い凹面を有する底盤と、該底盤上に転動可能に
載置されたベアリングボールと、該ベアリングボールに
接する平坦な底面を有する支持板の中心位置から上方に
支柱が延設された荷重支持体とを備えてなり、前記支持
板は貫通不能であるが前記支柱は余裕を残して貫通可能
な形状の開口部分を有する摩擦平板を設けて、該摩擦平
板の下面が前記支持板の少なくとも周部上面に接するよ
うに構成すると共に、前記摩擦平板を前記底盤に向かう
方向に押圧する付勢手段を設けたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、軽量建築物或いは軽量構造物に対し、地震の揺れを軽減して、被害 の軽減を図るための免震装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

住宅等の比較的に軽量な建築物に対する免震装置としては、積層ゴム式やベア リング式などが用いられることが多い。そのうち積層ゴム式の免震装置は、固有 周期を長くしようとすると、ゴム層の径に対する長さの比を大きくする必要があ り、座屈を起こしやすい欠点がある。一方ベアリング式免震装置は、復元機能を 持たせるために、皿型の凹面を有する基板の上にベアリングボールを載置する形 式のものが提案されており（例えば、特開平９−３２３４５、特開平１０−８５ ７１など）、また振幅が大き過ぎるときに、ベアリングボールが基板の外に逸脱 することを防止するための環状壁を設けたもの（特開平１０−２５２３１２）や 、ボールが周壁に衝突したときにはボールの回転が阻止され、ボールの滑り摩擦 による制動がかかるようにしたもの（特開平１０−２９２６７１）、或いは復元 機能に加えて振動の減衰機能を持たせるために、水平方向又は傾斜方向にスプリ ング等を設けるようにしたもの（例えば、特開平９−２５７３７、特開平１０− ３８０２２など）などが、提案されている。

【０００３】 しかし、復元機能を高めるためにスプリングを併用した装置では、水平方向の スプリング弾性を強くすると、装置の固有周期が短くなって免震効果が低下し、 また逆にこれを弱くすると、減衰機能と復元機能とが共に低下して、地震の衝撃 を十分に吸収できなくなるという問題がある。そしてまた、粘性ダンパーを利用 することも考えられるが、この場合もスプリングを用いる場合と同様な問題があ り、ダンパーの取り付け方向が地震波の方向と一致しないと、ダンパーの機能が 十分に発揮されないという弱点もある。その上、粘性ダンパーは比較的に高価で あるので、免震構造物の建設費用が嵩む要因の一つにもなっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

そこで本考案は、上記の事情に鑑み、軽量の建築物、或いは構造物の免震対策 に利用するに適した、地盤との絶縁機能、振動の減衰機能、及び変位の復元機能 を備え、製造コストが低くて施工が簡単であり、しかも耐久性のよい免震装置を 提供することを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成することができる本考案の揺動ベアリング式免震装置は、上 側に浅い凹面を有する底盤と、該底盤上に転動可能に載置されたベアリングボー ルと、該ベアリングボールに接する平坦な底面を有する支持板の中心位置から上 方に支柱が延設された荷重支持体とを備えてなり、前記支持板は貫通不能である が前記支柱は余裕を残して貫通可能な形状の開口部分を有する摩擦平板を設けて 、該摩擦平板の下面が前記支持板の少なくとも周部上面に接するように構成する と共に、前記摩擦平板を前記底盤に向かう方向に押圧する付勢手段を設けたこと を特徴とするものである。

【０００６】 かかる本考案の揺動ベアリング式免震装置において、前記底盤の上側の凹面が 球面の一部で形成されていると、振幅が小さいときは装置の水平剛性が小さいが 、振幅が大きくなるに従って摩擦平板と支持板の間の摩擦抵抗が順次に増加し、 効果的に制動されることになる。更にその凹面を囲む周縁部分にボール逸脱防止 壁とを有しているものであると、装置の組み立てや分解が容易となり、装置の設 置並びに保守管理のコストを抑制できる利点がある。

【０００７】 また、建築物や構造物を支える荷重支持体の下部に設けた支持板が、剛性が高 く且つ厚さの均一な平板で構成され、更に摩擦平板を中央部に開口部分を設けて なる一体の板状部材で構成することにより、安定に垂直荷重を支えることができ るうえ、地震振動の方向の如何に係わらず、地震のエネルギーを確実に吸収する ことができる、信頼性の高い装置が得られる。

【０００８】 更に、摩擦平板を底盤の周縁部に固定されたボルトに遊嵌して設けたうえ、付 勢手段を設けて摩擦平板の下面を支持板の周部上面に押し付けることにより、支 持板の水平方向の運動を制動でき、従って荷重支持体に支えられた建築物や構造 物の、過度の地震揺れを効果的に制動することができる。そして付勢手段の摩擦 平板に対する押圧力を調節する手段を設ければ、建築物や構造物等の荷重の大き さに応じた制動力を発揮させることができる。また、摩擦平板の開口部分の内縁 と前記支柱の外周との間隔、並びに前記底盤の周縁部の内縁と前記支持板の外周 縁との間隔を、予想される地震の振幅以上とすることにより、過大な地震動によ る装置の破壊を防いで、効果的に支持板の摩擦制動を行うことができる。

【０００９】 そして、前記の付勢手段としてはスプリング等のバネ部材を利用することがで き、更にこの付勢手段には押圧力調節手段として、前記のボルトに螺着されたナ ット等を用いることができる。また、地震の振幅が過大となったときに、バネ部 材が過度に圧縮されて制動力が限界に達することを防ぐために、摩擦平板に対す る移動量制限手段として、バネ変形制限部材などを設けることにより、地震の振 幅が大きくなっても更に大きな制動効果を発揮させることができる。

【００１０】

【考案の実施の形態】

以下、図面によって本考案の揺動ベアリング式免震装置を説明する。 図１〜４において、１は、基礎６の上に水平に設置し、アンカーボルト７ａと ナット７ｂとによって固定された底盤であり、その上面は、その中央の殆どが球 面の一部で形成された浅い凹面部１ａとなっている。また凹面部１ａを囲んで周 縁平面部１ｂが形成されており、更に周縁平面部１ｂを囲んでボール逸脱防止壁 部１ｃが立設されている。そして、このような底盤１の上にベアリングボール２ を載置するときは、ベアリングボール２は自由に転動できるので、通常、凹面部 １ａの最も低い位置に向かって移動し、遂には中心位置に達して静止する。

【００１１】 また３は荷重支持体であるが、この荷重支持体３の下部には、ベアリングボー ル２に接する平坦な底面を有する支持板３ａが設けてあり、支持板３ａの中心位 置から上方に向かって垂直に支柱３ｂが延設され、更に支柱３ｂの上端には荷重 支承部３ｃが設けられている。そしてこの荷重支承部３ｃは、軽量の建築物を含 む構築物８を支えるＨ型鋼材などの、水平剛性が高い梁台９を載置し且つ結合す ることができるものである。

【００１２】 更に、支持板３ａの上側には、荷重支持体３を取り囲むようにして、摩擦平板 ４が設けられており、摩擦平板４の下面が支持板３ａの上面に接触できるように 構成されている。この摩擦平板４には外方縁部に取付孔４ａが設けてあり、底盤 １のボール逸脱防止壁部１ｃに立設された支持ボルト５に、摩擦平板４の取付孔 ４ａを遊嵌し、更に摩擦平板４を支持板３ａに押圧するための付勢手段として、 スプリング５ａを装着して摩擦平板４を上方から押圧するようにし、ワッシャー などを介して後退止めナット５ｂを螺着し、スプリング５ａによる押圧力を調節 できるようにしてある。

【００１３】 このような摩擦平板４は、スプリング５ａによって支持板３ａの上面に押圧さ れるため、地震の発生によりベアリングボール２が転動し、支持板３ａが水平方 向に移動することを、その摩擦力により効果的に制動する。特にベアリングボー ル２が凹面部１ａの中心付近に位置しているときは、支持板３ａも最も低い位置 にあるために、摩擦平板４による制動力は小さく、装置の水平剛性も低いから、 振幅の小さい振動は効果的に遮断され、また復元機能も優れている。

【００１４】 また振幅が大きくなるにつれて、ベアリングボール２は凹面部１ａの周辺に向 かって大きく移動し、同時に支持板３ａもベアリングボール２と同じ方向に移動 すると共に、より高い位置に押し上げられる。そうすると、摩擦平板４は水平方 向には移動できないために、支持板３ａと摩擦しながら押し上げられる。その結 果、スプリング５ａが圧縮されて押圧力が大きくなり、摩擦平板４の支持板３ａ に対する摩擦制動力も大きくなる。従って、地震の振幅が大きいほど、揺れを減 衰させる機能が発揮される。

【００１５】 更に本考案の揺動ベアリング式免震装置においては、スプリング５ａの外側に 筒状のバネ変形制限部材５ｃを装着して、スプリング５ａが過度に収縮しないよ うに制限することができる。このようにすると、地震の振幅が大きくて、ベアリ ングボール２が底盤１の周縁平面部１ｂに乗り上げたときなど、摩擦平板４はス プリング５ａの押圧力に加えて、バネ変形制限部材５ｃの押圧力を受けるので、 支持板３ａに対する摩擦平板４の摩擦制動力を更に高めることができるものであ る。なお、このバネ変形制限部材５ｃの上端部又は下端部、或いは外側などに、 保護カバーなどを装着することにより、スプリングの腐食や損傷による装置の劣 化を防止することもできる。

【００１６】 このような本考案の揺動ベアリング式免震装置は、例えば住宅のような、軽量 の建築物或いは構造物に対して、好適に利用することができる。免震装置の使用 個数は、建物等の規模、形状、或いは重量などに基づいて決まるが、例えば図５ に示すように、べた基礎６を設置したのち、基礎６中に埋め込み固定したアンカ ーボルト７ａを用いて、所定の位置に底盤１を固定する。

【００１７】 次いで、前述のように本考案の揺動ベアリング式免震装置を組み立てるが、そ の際に、建設予定地の地盤の固有振動周期を考慮して、凹面部１ａの曲率半径Ｒ とベアリングボール２の半径ｒを、免震のために適切な組み合わせとなるように 選択することが望ましい。また、建設予定の建築物の重量を考慮して、スプリン グ５ａの弾性特性が適切な範囲内に入るように、スプリング５ａを選定し、更に 支持板３ａが許容される最大変位位置に達する前に、摩擦平板４による摩擦制動 力が最大となるように、スプリング５ａの後退止めナット５ｂを調節すると同時 に、必要に応じて適切な構造を有するバネ変形制限部材５ｃを装着し、また保護 カバーなどを設けることが好ましい。このようにして免震装置を準備したのち、 荷重支持体３上に梁台９を据え付け、固定する。そして梁台９の上に、建築物或 いは構造物を建設する。

【００１８】

【考案の効果】

本考案の揺動ベアリング式免震装置は、従来のベアリング式免震装置に対して 、免震機能を高めるための構成、即ちボールの上に乗る支持板の上面に接する摩 擦平板と、この摩擦平板を支持板に向けて押圧する付勢手段とを付加したもので あり、これによって小さな振動に対する遮断機能と復元機能を損なうことなく、 大きな振動に対する減衰機能を高めて、軽量の建築物或いは構造物に利用するに 適した性能を実現できたものであり、比較的に簡素な構造を有していて経済的に 製造できるうえ、耐久性が高く、保守の負担も軽減されるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の揺動ベアリング式免震装置の底盤の平
面図である。

【図２】本考案の揺動ベアリング式免震装置の構造を示
す図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】本考案の揺動ベアリング式免震装置の構造を示
す図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図４】本考案の揺動ベアリング式免震装置の付勢手段
の構造を示す断面図である。

【図５】本考案の揺動ベアリング式免震装置の配置例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 底盤 １ａ 凹面部 １ｂ 周縁平面部 １ｃ ボール逸脱防止壁部 ２ ベアリングボール ３ 荷重支持体 ３ａ 支持板 ３ｂ 支柱 ３ｃ 荷重支承部 ４ 摩擦平板 ４ａ 取付孔 ５ 支持ボルト ５ａ スプリング ５ｂ 後退止めナット ５ｃ バネ変形制限部材 ６ 基礎 ７ａ アンカーボルト ７ｂ ナット ８ 構築物 ９ 梁台

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上側に浅い凹面を有する底盤と、該底盤
   上に転動可能に載置されたベアリングボールと、該ベア
   リングボールに接する平坦な底面を有する支持板の中心
   位置から上方に支柱が延設された荷重支持体とを備えて
   なり、前記支持板は貫通不能であるが前記支柱は余裕を
   残して貫通可能な形状の開口部分を有する摩擦平板を設
   けて、該摩擦平板の下面が前記支持板の少なくとも周部
   上面に接するように構成すると共に、前記摩擦平板を前
   記底盤に向かう方向に押圧する付勢手段を設けたことを
   特徴とする揺動ベアリング式免震装置。
2. 【請求項２】 前記底盤の上側の凹面が球面の一部で形
   成されている、請求項１に記載の揺動ベアリング式免震
   装置。
3. 【請求項３】 前記底盤が凹面を囲む周縁部分にボール
   逸脱防止壁を有している、請求項１又は２に記載の揺動
   ベアリング式免振装置。
4. 【請求項４】 前記支持板が高い剛性を有し厚さの均一
   な平板で構成されている、請求項１乃至３のいずれかに
   記載の揺動ベアリング式免震装置。
5. 【請求項５】 前記摩擦平板が中央部に開口部分を設け
   てなる一体の板状部材で構成されている、請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の揺動ベアリング式免震装置。
6. 【請求項６】 前記摩擦平板が前記底盤の周縁部に固定
   されたボルトに遊嵌して設けられている、請求項１乃至
   ５のいずれかに記載の揺動ベアリング式免震装置。
7. 【請求項７】 前記開口部分の内縁と前記支柱の外周と
   の間隔、並びに前記底盤の周縁部の内縁と前記支持板の
   外周縁との間隔が、予想される地震の振幅以上である、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の揺動ベアリング式免
   震装置。
8. 【請求項８】 前記付勢手段がバネ部材を含んで構成さ
   れている、請求項１乃至７のいずれかに記載の揺動ベア
   リング式免震装置。
9. 【請求項９】 前記付勢手段が押圧力調節手段を備えて
   構成されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の揺
   動ベアリング式免震装置。
10. 【請求項１０】 前記付勢手段が前記摩擦平板に対する
    上下移動量制限手段を備えて構成されている、請求項１
    乃至９のいずれかに記載の揺動ベアリング式免震装置。