JP3182113U

JP3182113U - 免震装置

Info

Publication number: JP3182113U
Application number: JP2012007810U
Authority: JP
Inventors: 芳雄宮田; 浩美宮田; 直之宮田; 雅之宮田
Original assignee: 芳雄宮田; 浩美宮田; 直之宮田; 雅之宮田
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2022-12-26

Abstract

【課題】簡単な構造で、メンテナンスを容易とすることができる免震装置を提供する。
【解決手段】支持構造体２の上に第１の永久磁石１１を配設すると共に、上部構造体３の底部に第２の永久磁石１２を配設し、それらの同極の磁極を鉛直方向において対向させることにより、支持構造体２の上に上部構造体３を浮遊状態で支持する。また、塑性変形を利用した鉛直棒状ダンパー２１及び水平棒状ダンパー３１を配設し、上部構造体３の水平方向及び鉛直方向の変位を制御すると共に、振動エネルギーを吸収する。
【選択図】図１

Description

本考案は、建物や工作物など構造物の地震に起因する振動を減衰させることができる免震装置に関する。

建物や工作物などの構造物に対する地震の振動の伝播を防止する免震手段の一例として、磁石を利用したものがある。例えば、特許文献１には、地盤上に構築された基礎の上部に数個の磁石を取り付け、また、この磁石と対向するように、基礎の上方に配置される構造物の底部にも複数個の磁石を取り付け、これらの磁石同士の反発力により、構造物を基礎の上方の空中に浮遊状態に支持するものが記載されている。このような構造とすれば、地震による初期微震動後のＳ波による基礎と構造物との水平方向の相対変位が生じても、磁石の間には水平方向の作用が生じないので、構造物に対する振動の伝播を防止することができる。

特開平１−２３４６３６号公報

しかし、特許文献１に記載の免震手段では、構造物を浮遊状態で支持しているので、強風や波浪等の地震以外の外力が構造物に対して作用すると、基礎に対して構造物が横方向にスライドするおそれがある。これは、一戸建住宅等の軽量構造物の場合に特に顕著となる。そこで、構造物の水平変位量を規制すべくアンカーボルト等の拘束手段によって構造物と基礎とを固定することが考えられる。しかしながら、その場合には、その拘束手段を介して水平方向の振動が構造物に伝播されてしまい、十分な免震作用を得ることができないという問題があった。

本考案は、振動の影響を低減することができると共に、簡単な構造で、メンテナンスを容易とすることができる免震装置を提供することを目的とする。

本考案の免震装置は、支持構造体の上に設置された上部構造体の振動を減衰させるためのものであって、同極の磁極が鉛直方向において対向するように、支持構造体の上に第１の永久磁石を配設すると共に、上部構造体の底部に第２の永久磁石を配設して、支持構造体の上に上部構造体を浮遊状態で支持する浮遊支持構造体と、一端部が支持構造体に対して固定され、鉛直方向に伸長された鉛直棒状ダンパーと、上部構造体に対して配設され、鉛直棒状ダンパーの他端部が移動可能に挿入される挿入部が鉛直方向に形成された鉛直支持部材とを有する水平方向制御構造体と、一端部が支持構造体に対して固定され、水平方向に伸長された水平棒状ダンパーと、上部構造体に対して配設され、水平棒状ダンパーの他端部が移動可能に挿入される挿入部が水平方向に形成された水平支持部材とを有する鉛直方向制御構造体とを備えたものである。

本考案の免震装置によれば、浮遊支持構造体により、支持構造体の上に上部構造体を浮遊させて支持すると共に、水平方向制御構造体及び鉛直方向制御構造体により、振動や風力による上部構造体の水平方向及び鉛直方向への変位を制御することができる。また、鉛直棒状ダンパー及び水平棒状ダンパーにより水平方向及び鉛直方向の変位を制御するようにしたので、鉛直棒状ダンパー及び水平棒状ダンパーの塑性変形により振動エネルギーを吸収することができる。よって、上部構造体を安定して支持しつつ、上部構造体に伝わる振動を大幅に低減することができる。更に、浮遊支持構造体、水平方向制御構造体、及び、鉛直方向制御構造体を簡単な構成とするようにしたので、メンテナンスを容易とすることができる。

本考案の一実施の形態に係る免震装置の構成を表す断面図である。図１に示した免震装置の配置構成を表す図である。

以下、本考案の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本考案の一実施の形態に係る免震装置１の断面構成を表すものである。図２は、図１に示した免震装置１の配置構成を表すものである。本実施の形態では、免震装置１を一戸建住宅等の建物に適用する場合について説明する。この免震装置１は、支持構造体２の上に設置された上部構造体３の振動を減衰させるためのものであり、浮遊支持構造体１０と、水平方向制御構造体２０と、鉛直方向制御構造体３０とを備えている。支持構造体２は、例えば、基礎であり、上部構造体３は、例えば、基礎の上の構造物である。なお、図１では、上部構造体３として建物底部３Ａのみを記載している。また、図２は、上部構造体３を取り除き、上部構造体３の側から見た状態を表している。

浮遊支持構造体１０は、例えば、支持構造体２の上に配設された第１の永久磁石１１と、上部構造体３の底部に配設された第２の永久磁石１２とを有している。第１の永久磁石１１と第２の永久磁石１２とは、同極の磁極が鉛直方向において対向するように配設されており、これにより、支持構造体２の上に上部構造体３を浮遊状態で支持することができるようになっている。第１の永久磁石１１及び第２の永久磁石１２は、例えば、円板状であり、第１の永久磁石１１の方が第２の永久磁石１２よりも大きな直径を有するように構成されている。支持構造体２と上部構造体３との水平方向における位置関係が相対的に変化しても、第１の永久磁石１１と第２の永久磁石１２との対向面積を確保し、上部構造体３を浮遊状態で支持するためである。第１の永久磁石１１と支持構造体２との間には、例えば、第１の永久磁石１１の高さを調節するためのレベル調整用ジャッキ１３が配設されることが好ましい。

水平方向制御構造体２０は、浮遊状態で支持されている上部構造体３の振動や風力による水平方向への変位を制御するものである。水平方向制御構造体２０は、例えば、一端部が支持構造体２に対して固定され、鉛直方向に伸長された鉛直棒状ダンパー２１と、この鉛直棒状ダンパー２１に対応するように上部構造体３に対して配設された鉛直支持部材２２とを有している。鉛直棒状ダンパー２１の他端部は、鉛直支持部材２２に形成された挿入部２２Ａに移動可能に挿入されている。挿入部２２Ａは、鉛直方向に伸長して形成されている。

鉛直棒状ダンパー２１は、例えば、鋼により構成されることが好ましい。鉛直棒状ダンパー２１は、例えば、鉛直方向に伸長された棒状部２１Ａと、棒状部２１Ａの他端部に形成された球状部２１Ｂとを有していることが好ましい。球状部２１Ｂの直径は、例えば、棒状部２１Ａの直径よりも大きく形成され、鉛直支持部材２２の内径と略同程度に形成されている。鉛直棒状ダンパー２１の一端部は、例えば、配設部材２３を介して支持構造体２に対して固定されている。配設部材２３の上部には、例えば、鉛直棒状ダンパー２１の一端部を挿入する穴が設けられており、穴の表面側は、例えば、穴の直径が表面に向かい棒状部２１Ａの直径よりも徐々に大きくなるように構成されている。鉛直棒状ダンパー２１が水平方向に塑性変形しても安定して支持できるようにするためである。鉛直支持部材２２の内側には、例えば、ゴムよりなる摩擦抵抗層２２Ｂが配設されることが好ましい。

鉛直方向制御構造体３０は、浮遊状態で支持されている上部構造体３の振動や風力による鉛直方向への変位を制御するものである。鉛直方向制御構造体３０は、例えば、一端部が支持構造体２に対して固定され、水平方向に伸長された水平棒状ダンパー３１と、この水平棒状ダンパー３１に対応するように上部構造体３に対して配設された水平支持部材３２とを有している。水平棒状ダンパー３１の他端部は、水平支持部材３２に形成された挿入部３２Ａに移動可能に挿入されている。挿入部３２Ａは、水平方向に伸長して形成されている。

水平棒状ダンパー３１は、例えば、鋼により構成されることが好ましい。水平棒状ダンパー３１は、例えば、水平方向に伸長された棒状部３１Ａと、棒状部３１Ａの他端部に形成された球状部３１Ｂとを有していることが好ましい。球状部３１Ｂの直径は、例えば、棒状部３１Ａの直径よりも大きく形成され、水平支持部材３２の内径と略同程度に形成されている。水平棒状ダンパー３１の一端部は、例えば、配設部材３３を介して支持構造体２に対して固定されている。配設部材３３の側部には、例えば、水平棒状ダンパー３１の一端部を挿入する穴が設けられており、穴の表面側は、例えば、穴の直径が表面に向かい棒状部３１Ａの直径よりも徐々に大きくなるように構成されている。水平棒状ダンパー３１が鉛直方向に塑性変形しても安定して支持できるようにするためである。水平支持部材３２の内側には、例えば、ゴムよりなる摩擦抵抗層３２Ｂが配設されることが好ましい。

これら浮遊支持構造体１０、水平方向制御構造体２０、及び、鉛直方向制御構造体３０は、間隔を開けて、それぞれ複数設けられている。

この免震装置１では、浮遊支持構造体１０により、支持構造体２の上に上部構造体３を浮遊状態で支持し、水平方向制御構造体２０及び鉛直方向制御構造体３０により、上部構造体３の水平方向及び鉛直方向への変位を制御する。また、鉛直棒状ダンパー２１及び水平棒状ダンパー３１の塑性変形により振動エネルギーを吸収し、上部構造体３に伝わる振動を低減する。

このように本実施の形態の免震装置１によれば、浮遊支持構造体１０により、支持構造体２の上に上部構造体３を浮遊させて支持すると共に、水平方向制御構造体２０及び鉛直方向制御構造体３０により、振動や風力による上部構造体３の水平方向及び鉛直方向への変位を制御することができる。また、鉛直棒状ダンパー２１及び水平棒状ダンパー３１により水平方向及び鉛直方向の変位を制御するようにしたので、鉛直棒状ダンパー２１及び水平棒状ダンパー３１の塑性変形により振動エネルギーを吸収することができる。よって、上部構造体３を安定して支持しつつ、上部構造体３に伝わる振動を大幅に低減することができる。更に、浮遊支持構造体１０、水平方向制御構造体２０、及び、鉛直方向制御構造体３０を簡単な構成とするようにしたので、メンテナンスを容易とすることができる。

以上、実施の形態及び変形例を挙げて本考案を説明したが、本考案は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、一戸建住宅等の建物において、支持構造体２である基礎と上部構造体３である構造物の間に免震装置１を設置する場合について説明したが、本発明の免震装置１は、住宅、美術館、博物館、又は、スーパーマーケット等の床と、家具、備品、展示物、商品、又は、棚等との間に設置するようにしてもよい。この場合、住宅、美術館、博物館、又は、スーパーマーケット等の床が支持構造体２であり、家具、備品、展示物、商品、又は、棚等の床の上に設置されている構造体が上部構造体３である。

また、上記実施の形態では各構成要素について具体的に説明したが、全ての構成要素を備えていなくてもよく、また、他の構成要素を備えていてもよい。

１…免震装置、２…支持構造体、３…上部構造体、３Ａ…建物底部、１０…浮遊支持構造体、１１…第１の永久磁石、１２…第２の永久磁石、１３…レベル調整用ジャッキ、２０…水平方向制御構造体、２１…鉛直棒状ダンパー、２１Ａ…棒状部、２１Ｂ…球状部、２２…鉛直支持部材、２２Ａ…挿入部、２２Ｂ…摩擦抵抗層、２３…配設部材、３０…鉛直方向制御構造体、３１…水平棒状ダンパー、３１Ａ…棒状部、３１Ｂ…球状部、３２…水平支持部材、３２Ａ…挿入部、３２Ｂ…摩擦抵抗層、３３…配設部材

Claims

支持構造体の上に設置された上部構造体の振動を減衰させるための免震装置であって、
同極の磁極が鉛直方向において対向するように、前記支持構造体の上に第１の永久磁石を配設すると共に、前記上部構造体の底部に第２の永久磁石を配設して、前記支持構造体の上に前記上部構造体を浮遊状態で支持する浮遊支持構造体と、
一端部が前記支持構造体に対して固定され、鉛直方向に伸長された鉛直棒状ダンパーと、前記上部構造体に対して配設され、前記鉛直棒状ダンパーの他端部が移動可能に挿入される挿入部が鉛直方向に形成された鉛直支持部材とを有する水平方向制御構造体と、
一端部が前記支持構造体に対して固定され、水平方向に伸長された水平棒状ダンパーと、前記上部構造体に対して配設され、前記水平棒状ダンパーの他端部が移動可能に挿入される挿入部が水平方向に形成された水平支持部材とを有する鉛直方向制御構造体と
を備えたことを特徴とする免震装置。