JP3249451B2 - 免震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建築物と建
築物の基礎との間に介装されて、建築物を地震等の横揺
れ震動から保護するための免震装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物を地震等の横揺れ震動から
保護するための免震装置は、ゴムやスプリングを介して
建築物を支承することにより、これらのゴムやスプリン
グの弾性力によって震動を吸収する構成を採るものがほ
どんどであった。しかし、ゴムやスプリングは比較的劣
化が速いので、長期間使用されることが前提で建築物に
使用される免震装置としては、必ずしも適当ではなかっ
た。また、大きな荷重を支承するにはかなり大型化して
しまうと共に限度があり、この大きな荷重を分散して支
承するために多数の免震装置が必要となる。

【０００３】上述のような問題を解消すべく、耐用年数
が長く、小型でしかも大きな荷重を支承することのでき
るようにした免震装置が、特開平９−４１７１２号公報
に開示されている。すなわち、上側部材に固定される第
１部材と、下側部材に固定される第２部材と、前記第１
部材と前記第２部材との間に、該第１部材と第２部材と
に対してそれぞれ球面接触された状態で、該第１部材と
前記第２部材に対して横方向に相対変位可能に介装され
た摺動部材と、を有する免震装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載のもので
は、第１部材と第２部材との間での摺動部材の摺動を利
用して免震効果を得ることになるが、この摺動部材の第
１部材および第２部材に対する摺動面に対して、塵埃等
の異物が付着すると、円滑な摺動つまり所望の免震効果
が得にくいものとなる。とりわけ、免震が期待されるよ
うな大きな地震が発生するまでに相当の長期間要するこ
とがあり、この間に付着する塵埃等の異物の影響は無視
できないものがある。このような問題を解消するため、
例えば、上側部材に固定される第１部材に対して、摺動
部材をその上方から大きな面積でもって覆う覆い部材を
設けることも考えられるが、この場合は、小型化という
観点から採用し難いものとなる。

【０００５】一方、免震のためには、水平方向の変位を
許容するばかりでなく、振動の減衰というものが要求さ
れるが、この減衰は、摺動部材の第１部材および第２部
材に対する摺動（摩擦抵抗）しか期待できず、大きな減
衰効果を期待するには限度がある。また、第１部材と第
２部材とを横方向において所定の位置決めを確実に行う
には、別途大型のコイルスプリング等を用いる必要があ
った。

【０００６】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その目的は、第１部材および第２部材に対
してそれぞれ球面接触される摺動部材の長期に渡っての
円滑な摺動を確保でき、大きな減衰効果を得ることがで
き、しかも横方向の中立位置の位置決めをより確実に行
えるようにした免震装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はその解決手法として次のようにしてある。
すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のよ
うに、上側部材に固定される第１部材と、下側部材に固
定される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との
間に、該第１部材と第２部材とに対してそれぞれ球面接
触された状態で、該第１部材と前記第２部材に対して横
方向に相対変位可能に介装された摺動部材と、を有する
免震装置において、弾性部材により全体として上下方向
に伸びる筒状に形成され、前記摺動部材を取り囲むよう
にして上端部が前記第１部材に固定されると共に下端部
が前記第２部材に固定されたカバー部材を有し、前記カ
バー部材によって前記摺動部材の前記第１部材および第
２部材に対する摺動面が外部からシールされていると共
に、該カバー部材の横方向弾性力によって該第１部材と
第２部材とが横方向において所定の位置関係を保持する
ように設定されており、前記カバー部材の内面に、前記
第１部材と第２部材と摺動部材との間に形成される空間
に向けて突出する突出部が形成され、前記突出部が、全
体として前記摺動部材の全周囲を取り巻くように円環状
とされ、前記突出部の内面が、中立位置にある前記摺動
部材の側面に当接され、前記突出部が、少なくとも上下
方向において圧縮状態で前記第１部材と第２部材との間
に介挿されている、ようにしてある。

【０００８】

【発明の効果】本発明によれば、カバー部材によって、
摺動部材の第１部材および第２部材に対する摺動面が外
部からシールされるために、設置から長期間経過しても
当該摺動面に塵埃等の異物が付着するのが確実に防止さ
れて、摺動部材の円滑な摺動を常に確保することができ
る。また、カバー部材の横方向弾性変形を利用して減衰
効果が得られるので、摺動部材の摺動に伴なう減衰効果
と合わせて全体として大きな減衰効果を得ることができ
る。さらに、カバー部材の横方向弾性力を利用して、第
１部材と第２部材とを横方向によりきちんと位置決めす
ることができる。勿論、カバー部材は上下方向に伸びる
筒状とされているので、全体として小型化を十分確保す
ることができる。

【０００９】以上に加えて、カバー部材の内面に形成さ
れた突出部が、第１部材と第２部材とが水平方向に相対
変位されたときに弾性変形されることになり、この分免
震効果を高めることができる。また、突出部を利用して
きちんと摺動部材を中立位置に位置決めしておくことが
でき、また上下方向の振動に対しても突出部の上下方向
弾性変形を利用して免震機能をもたせることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１、図２において、ビルディングや
家屋等の建築物が符合１で示され、建築物１が建造され
た基礎部材が符合２で示される。この建築物１が特許請
求の範囲における上側部材に相当し、基礎部材２が特許
請求の範囲における下側部材に相当するものとなる。図
１中、免震装置が符合３で示され、この免震装置３は、
建築物１とその基礎部材２との間に適当個数介装される
が、同図中には、そのうちの１個だけが示してある。

【００１１】免震装置３は、建築物１に固定される第１
部材４と、基礎部材２に固定される第２部材５と、第１
部材４と第２部材５との間に、第１部材４と第２部材５
に対して横方向に相対変位可能に介装された摺動部材６
と、ゴム等の弾性部材からなる上下方向に伸びる筒状の
カバー部材Ｋを有する。

【００１２】第１部材４は、建築物１に着座されるフラ
ンジ部４ａを有し、周方向に間隔をあけて複数設けたボ
ルト等の固定具２１によって建築物１に固定されてい
る。第２部材５は、基礎部材２に着座されるフランジ部
５ａを有し、周方向に間隔をあけて複数設けたボルト等
の固定具２２によって基礎部材２に固定されている。

【００１３】カバー部材Ｋは、円筒状とされて、その上
端部部が、外周面円形とされた第１部材４の外周にきつ
く嵌合された状態で、リング部材２３を介してボルト等
の固定具２４によって第１部材４に固定されている。カ
バー部材Ｋの下端部は、外周面円形とされた第２部材５
の外周にきつく嵌合された状態で、リング部材２５を介
してボルト等の固定具６４によって第２部材５に固定さ
れている。固定具２４、２６は、図２に示すように、周
方向に間隔をあけて複数設けられている。リング部材２
３、２５は、全体として円環状とされた一体物でもよい
が、周方向に複数に分割例えば３分割された構造のもの
であってもよい。このようなリング部材２３、２５を別
途用いなくてもよいが、固定具２４、２６による締結力
を、局所的ではなくて広く分散させてカバー部材Ｋに作
用させるためにリング部材２３、２５を別途用いる方が
好ましい。

【００１４】カバー部材Ｋの上端面は、第１部材４のフ
ランジ部４ａに着座あるいは直近に位置するようにさ
れ、カバー部材Ｋの下端面は第２部材５のフランジ部５
ａに着座あるいは直近に位置するようにされて、固定具
２４、２６による固定前の仮固定状態（カバー部材Ｋの
第１部材４、第２部材５に対するきつい嵌合状態）で
は、カバー部材Ｋに対する第１部材４、第２部材５の上
下方向の位置ずれがフランジ部４ａあるいは５ａによっ
て生じ難いようにされている。なお、カバー部材Ｋは、
その内部にナイロン繊維等の補強繊維を埋設した構造
（特に上下方向に伸びるように埋設した構造）として、
容易には破断しないようにされている。

【００１５】第１部材４の下面には、凸形状の球面から
なる第１摺動面７が形成され、第２部材５の上面には、
凸形状の球面からなる第２摺動面８が形成されている。
摺動部材６の上面には、第１摺動面７に対して相補形を
なす凹形状の球面からなる第１支持面９が形成されると
共に、摺動部材６の下面には、第２摺動面８に対して相
補形をなす凹形状の球面からなる第２支持面１０が形成
されている。そして、図１に示すように、第１支持面９
は第１摺動面７に密着し、第２支持面１０は第２摺動面
８に密着している。また、第１摺動面７および第２摺動
面９はそれぞれ、摺動部材６（の各支持面９、１０）よ
りも十分多きな面積を有するように設定されている。

【００１６】上記第１摺動面７と第１支持面９との球面
中心は、同一の球面中心αを共通としている。また、第
２摺動面８と第２支持面１０との球面中心は、同一の球
面中心βを共通としている。そして、上記各球面中心α
とβとは、摺動部材６が上側部材４および下側部材５に
対して所定の中立位置（中央位置）にある状態におい
て、当該摺動部材６の中心を通って上下方向（鉛直方
向）に伸びる同一直線上に位置するように設定されてい
る。これにより、建築物１からの荷重を受けたとき、摺
動部材６が上記所定の中立位置へ復帰し易いものとな
り、また横方向相対変位を滑らかに確保する上で好まし
いものとなる。また、カバー部材Ｋの上下方向に伸びる
軸線も、上記所定の中立位置にある摺動部材６の中心を
通って上下方向に伸びる直線上にあるようにされる。

【００１７】これらの第１部材４、第２部材５、摺動部
材６は、それぞれ、鉄系の金属材料で構成される。これ
らの部材を鉄系の金属材料で構成する理由は、免震装置
３の耐用年数を増大させるためである。したがって、第
１部材４、第２部材５、摺動部材６の材料は鉄系の金属
材料に限定されるものではなく、例えばセラミック材料
やアルミニウム合金等の剛性の高い種々の材料を使用す
ることができる。また、これらの部材を鉄系の金属材料
で構成する場合にも、摺動部材６を他の２つの部材４、
５とは別の成分組成を有する鉄系金属材料で構成するこ
とにより、摺動部材６の滑動性を増大することができ
る。なお、摺動面７、８あるいは支持面９、１０の少な
くとも一方に、滑らかな摺動確保のためのコ−ティング
処理（表面処理）を行うこともできる。

【００１８】通常状態、つまり、地震のない状態では、
上述した所定の中立位置とされるが、この中立位置にす
る位置決め作用が、カバー部材Ｋの横方向弾性力を利用
してより強く行われることになる。また、地震が発生し
て、第１部材４と第２部材５とが横方向に相対変位した
とき、摺動部材６の摺動抵抗と合わせて、カバー部材Ｋ
の弾性変形によって減衰作用が得られることになる。そ
して、カバー部材Ｋによって各面７〜１０が外部から完
全にシールされているため、この各面７〜１０に塵埃等
の異物が付着するのが完全に防止されて、摺動部材６の
円滑な摺動が常に確保されることになる。

【００１９】免震装置３を、建築物１、基礎部材２に組
み付けるけるに際しては、あらかじめ第１部材４、第２
部材５、摺動部材６およびカバー部材Ｋを固定具２４、
２６を利用して工場等で１セット化したセット体として
組み立てておき、この後、建築物１へ運搬された上記セ
ット体を、固定具２１、２２を利用して、建築物１、基
礎部材２へ固定するようにするのが好ましい。

【００２０】上記セット体を得るとき、カバー部材Ｋを
第１部材４にきつく嵌合した状態でその相互の位置ずれ
を防止した状態で、固定具２４によってカバー部材Ｋと
第１部材４とを固定するのが好ましい。同様に、カバー
部材Ｋを第２部材５にきつく嵌合した状態でその相互の
位置ずれを防止した状態で、固定具２６によってカバー
部材Ｋと第２部材４５を固定するのが好ましい。勿論、
カバー部材Ｋを第１部材４および第２部材５にそれぞれ
きつく嵌合した状態で、その後に、固定具２４、２６に
よってカバー部材Ｋを第１部材４および第２部材４５を
固定することもできる。

【００２１】ここで、本発明では、図１一点鎖線で示す
ように、カバー部材Ｋの内面に突出部３１を形成されて
いる。この突出部３１は、全体として、円形の摺動部材
６の全周囲を取り巻くように円環状とされている。そし
て、突出部３１は、図１の中立位置にある摺動部材６と
第１部材１と第２部材２とで囲まれる空間の形状とほぼ
同一形状でかつこの空間の形状よりも所定分大きい形状
を有するように設定されている（上記空間を満たすよう
に充填される形状であり、図１では突出部３１の自由状
態の形状が理解し易いように実際よりも小さい状態とし
て描かれている）。

【００２２】前述のような大きさとされた突出部３１の
突出長さは、その先端部が摺動部材６の側面に強く当接
して当接方向に圧縮状態となるように設定されている。
これにより、摺動部材６は、突出部３１からの水平方向
の弾性力を受けて、常時は図１に示すように第１部材１
と第２部材２とに対して中立位置となるようにされてい
る。また、突出部３１の上下方向厚さは、摺動部材６が
中立位置にあるときの第１部材１と第２部材２との間に
上下方向に圧縮された状態となるような大きさとされて
いる。これにより、地震が発生したとき、第１部材１と
第２部材２とが上下方向に相対変位したときに、少なか
らず突出部３１が上下方向に弾性変形され（上下方向の
圧縮と膨張の繰り返し）、上下方向においても少なから
ず免震機能を得ることができる。

【００２３】以上実施形態について説明したが、本発明
はこれに限らず、例えば次のような場合、特に前記特開
平９−４１７１２号公報に開示の内容に、カバー部材Ｋ
を付加した構造のものとすることができる。すなわち、
第１摺動面７と第２支持面１０とを凸形状の球面で構成
し、第２摺動面８と第１支持面９とを凹形状の球面で構
成することができる。また、第１摺動面７と第２摺動面
８とを凹形状の球面で構成し、第１支持面９と第２支持
面１０とを凸形状の球面で構成することもできる。さら
に、各面７と１０を凹形状とし、８と９とを凸形状とす
ることもできる。

【００２４】１つの第１部材４と１つの第２部材５との
間に、それぞれ球面接触される複数の摺動部材６を設け
ることもできる。特に、三角形特に正三角形の各頂点に
摺動部材６が位置して、合計３個の摺動部材６を配置す
ることもできる。第１部材４と基礎部材２との間に、中
立位置復帰用の例えばコイルスプリングや、減衰用のダ
ンパを別途設置することもできるが、カバー部材Ｋを有
しない場合に比して、このコイルスプリングやダンパを
小さくすることができる。

【００２５】下側部材を固定床とし、上側部材を固定床
上に水平方向に変位可能な可動床とすることもできる
（２重床構造に免震装置３を適用）。摺動部材６の上下
の各外周縁部を、対応する摺動面７あるいは８と離間す
るように形成しておくこともできる（面取りや、摺動部
材６の外周方向へ向うにつれて徐々に摺動面７あるいは
あ８から離間するような傾斜面の形成）。このようにす
ることによって、摺動部材６が第１部材３、第２部材４
に相対変位するときの滑らかな動きを確保する上で好ま
しいものとなる（かじり防止）。

【００２６】カバー部材Ｋは、円筒状に限らず、例えば
５角形や６角形等の多角形（特に正多角形）にすること
もでき、この場合、第１部材４、第２部材５の外周形状
も、カバー部材Ｋが嵌合（特にきつく嵌合）できるよう
に多角形状にすればよい。

【００２７】第１部材１と第２部材２の摺動部材６に臨
む側の面は、その外周縁部において、徐々に摺動部材６
から離間するような球面形状としておいてもよい（例え
ば第１部材１の面７に着目したとき、図１の場合より
も、面７の外周縁部がより上方側に位置するように形成
される）。つまり面７あるいは８の少なくとも一方を、
その中心部分は摺動部材６の面９あるいは１０の球面と
同一曲率半径の球面とすると共に、中心部分と外周縁部
とに渡って滑らかに連続する球面ではあるが、外周縁部
においては中心部分の曲率半径とは異なる大きさの曲率
半径を有する球面としてもよい。この場合、摺動部材６
が外周縁部に向けて大きく変位したときに、摺動部材６
が図１の場合よりも若干大きく傾くことになるが（第１
部材１あるいは第２部材２に対する球面接触の面積も小
さくなる）、第１部材１と第２部材２との上下方向変位
を小さくすることができる。本発明の目的は明記された
ものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として記
載された内容に対応したものを提供することをも暗黙的
に含むものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による免震装置の一例を示す縦断面図で
ある。

【図２】図１のＸ２−Ｘ２線相当断面図。

【符号の説明】 １：建築物（上側部材） ２：基礎部材（下側部材） ３：免震装置 ４：第１部材 ５：第２部材 ６：摺動部材 ７：第１摺動面 ８：第２摺動面 ９：第１支持面 １０：第２支持面 ２４：固定具（カバー部材と第１部材） ２６：固定具（カバー部材と第２部材） ３１：突出部 Ｋ：カバー部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04H 9/02 E04B 1/36 F16F 15/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上側部材に固定される第１部材と、 下側部材に固定される第２部材と、 前記第１部材と前記第２部材との間に、該第１部材と第
   ２部材とに対してそれぞれ球面接触された状態で、該第
   １部材と前記第２部材に対して横方向に相対変位可能に
   介装された摺動部材と、 を有する免震装置において、 弾性部材により全体として上下方向に伸びる筒状に形成
   され、前記摺動部材を取り囲むようにして上端部が前記
   第１部材に固定されると共に下端部が前記第２部材に固
   定されたカバー部材を有し、 前記カバー部材によって前記摺動部材の前記第１部材お
   よび第２部材に対する摺動面が外部からシールされてい
   ると共に、該カバー部材の横方向弾性力によって該第１
   部材と第２部材とが横方向において所定の位置関係を保
   持するように設定されており、 前記カバー部材の内面に、前記第１部材と第２部材と摺
   動部材との間に形成される空間に向けて突出する突出部
   が形成され、 前記突出部が、全体として前記摺動部材の全周囲を取り
   巻くように円環状とされ、 前記突出部の内面が、中立位置にある前記摺動部材の側
   面に当接され、 前記突出部が、少なくとも上下方向において圧縮状態で
   前記第１部材と第２部材との間に介挿されている、 ことを特徴とする免震装置。