JP4004884B2

JP4004884B2 - 転がり支承系免震部材

Info

Publication number: JP4004884B2
Application number: JP2002216049A
Authority: JP
Inventors: 徳雄渡辺
Original assignee: 徳雄渡辺
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP2004060681A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建物躯体や商品ケ―スや展示台等の上部構造と基礎部材等の下部構造との間に介装される転がり支承系免震部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種，転がり支承系免震部材としては、図５に示すような下部構造と上部構造との間で、下部構造側のフランジ鋼板１０１に取り付けられた下部球軌道盤１０２と上部構造側のフランジ鋼板１０３に取り付けられた上部鋼球軌道盤１０４の各中心部の間に転がり支承材である鋼球１０５を配置し、該鋼球１０５が前記上下部の鋼球軌道盤１０４，１０２にそれぞれ形成した中央部が窪んだ皿状の転がり面１０７，１０６に沿って転動できるようにしたものがある（以下，前者という）。なお、１０８は前記上下部の鋼球軌道盤１０４，１０２の外周に設けられた養生幕である。
【０００３】
また、図６に示すような下部構造と上部構造との間で、下部構造側のフランジ鋼板１１１に取り付けられた鋼球軌道盤１１２と上部構造側のフランジ鋼板１１３に取り付けられたベアリング１１４に鋼球１１５を配置し、該鋼球１１５が前記鋼球軌道盤１１２に形成した中央部が窪んだ皿状の転がり面１１６に沿って転動できるようにしたものがある（以下，後者という）。なお、１１７は前記ベアリング１１４に配置されたボ―ルであり、１１８は前記上部構造側の接合用ベ―スプレ―ト１１３と鋼球軌道盤１１２の外周に設けられた養生幕である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来例の前者の場合、転がり支承系免震部材が転がり支承材である鋼球１０５と上下部の鋼球軌道盤１０４，１０２とによって形成され、支承材と復元材の機能は果たしているが地震エネルギ―を吸収する減衰機能は全くなく、減衰作用は別個の減衰部材に委ねている状態であり、また、鋼球１０５は上下部の鋼球軌道盤１０４，１０２に単に挟まれた無防備状態にあるので、該鋼球１０５の配置部位に安定性を欠き、鋼球１０５の正確な動作が望めない、という問題がある。
【０００５】
一方，前記従来例の後者の場合、鋼球１１５の上部をベアリング１１４に回転可能に取付け保持しているため鋼球１１５の配置部位に安定性はあるが、該鋼球１１５の転がり面１１６は下部に配置された鋼球軌道盤１１２にのみ形成せざるを得ないことから、該転がり面１１６の広さは、前者のような上下の鋼球軌道盤を鋼球がフリ―に転がるものに比して約４倍の面積を必要とする。そのため、前者の約４倍の鋼球軌道盤１１２を養生する養生幕１１８も鋼球１１５の移動の妨げとならないように装備しなければならず、全体の規模が大型化すると共に、小規模の建造物の免震部材としては甚だ不向きである。
【０００６】
本発明は、このような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、鋼球の転がり面が比較的に小さいものであって該鋼球の安定した誘導を行わせ乍ら減衰動作を行わせ、且つ周辺の復元部材等との協働によって確実な減衰，復元動作を行わせる、動作に安全性がありコンパクトな転がり支承系免震部材を提供することにある。
【０００７】
また、復元動作が更により確実に行われる転がり支承系免震部材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における転がり支承系免震部材は、下部構造と上部構造との間で下部構造側に取り付けられた下部鋼球軌道盤と上部構造側に取り付けられた上部鋼球軌道盤の各中心部の間に転がり支承材である鋼球を配置した免震部材において、上・下部各鋼球軌道盤に形成した鋼球の転がり止めの外側四隅で上下部のフランジ鋼板間に弾性体からなる復元部材を立設し、該各復元部材の中央端をガイド鋼板に接続し、該ガイド鋼板の中心部にリング状の摩擦ダンパ―を設け、該摩擦ダンパ―の内周面に前記鋼球の水平方向中心部を位置させ、前記上・下部各鋼球軌道盤の中心部に形成したトリガ―の役割を果たすポジションホ―ルと前記摩擦ダンパ―によって鋼球を保持させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記上・下部各鋼球軌道盤の中央部に前記ポジションホ―ルに向けて鋼球の復元用の補助スロ―プを形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１ないし図４において、１は下部構造（図示せず）との接合用ベ―スプレ―トであり、該ベ―スプレ―ト１には下部フランジ鋼板２が取付られている。また、３は上部構造（図示せず）との接合用ベ―スプレ―トであり、該ベ―スプレ―ト３には上部フランジ鋼板４が取付られている。
【００１１】
前記下部フランジ鋼板２には、マットゴム５を介した下部鋼球軌道盤６と、積層ゴム或は円筒ゴム等の弾性体からなる減衰・復元部材７，７…の各一端とが取付られている。また、上部フランジ鋼板４には、マットゴム８を介した上部鋼球軌道盤９と、前記復元部材７，７…の各他端とが取付られている。
【００１２】
前記下部鋼球軌道盤６の外周には鋼球１０の転がり止め１１が形成され、上部鋼球軌道盤９の外周にも鋼球１０の転がり止め１２が形成されている。
【００１３】
前記復元部材７，７…は、鋼球軌道盤６，９の転がり止め１１，１２の外側位置の四隅で前記上下のフランジ鋼板４，２間に立設されており、また、各復元部材７の中央端にはガイド鋼板１３への装着フランジ１４が形成されており、該フランジ１４，１４…により各復元部材７の中央端はガイド鋼板１３に接続されている。
【００１４】
前記ガイド鋼板１３の中心部には、リング状の摩擦ダンパ―１５が配置されており、該摩擦ダンパ―１５の内周面１６には前記鋼球１０の水平方向中心部が位置されるようになっている。
【００１５】
前記摩擦ダンパ―１５は、前記ガイド鋼板１３に固着されたリング状で断面Ｌ字形のダンパ―ケ―ス１７と、該ダンパ―ケ―ス１７の内周に配置されたゴム材からなる圧力調整部材１８と、その内周に配置されたステンレス鋼板からなる内輪摩擦板１９と、前記圧力調整部材１８の上面に位置した圧力蓋鋼板２０と、で構成されている。
【００１６】
そして、前記ダンパ―ケ―ス１７の上部内周面にはねじ２１が螺設され、また圧力蓋鋼板２０の外周にはねじ２２が前記ねじ２１と螺合するように螺設されおり、該両ねじ２１，２２の螺合状態を調節することによって圧力蓋鋼板２０による圧力調整部材１８からの内輪摩擦板１９への押圧力が調整され、これにより鋼球１０と内輪摩擦板１９との間に発生する摩擦力が調整される。
なお、２３は前記内輪摩擦板１９の伸縮用切断目地であり、２４は圧力蓋鋼板２０の回転用ダボ穴である。
【００１７】
前記鋼球軌道盤６，９の中心部には、トリガ―の役割を果たすポジションホ―ル２５，２６が形成されている。したがって、両鋼球軌道盤６，９間に配置された鋼球１０は、前記ポジションホ―ル２５，２６と前述の摩擦ダンパ―１５によって保持されることになる。
【００１８】
なお、前記上部及び下部のフランジ鋼板４，２の外周間は養生幕（図示せず）で覆うようにすると安全である。
【００１９】
以上のような構成からなる転がり支承系免震部材において、平常時の例えば風速３０ｍ／ｓ程度の風圧や震度の小さい（例えば震度３以下）場合には、鋼球１０がポジションホ―ル２５，２６によって回動できないように押圧保持されている。そして、震度が大きくなると（例えば震度３以上）、鋼球１０がポジションホ―ル２５，２６による押圧力にうち勝つて回動し乍らポジションホ―ル２５，２６から抜け出して移動する。この移動時には鋼球１０と摩擦ダンパ―１５との間の摩擦によって地震エネルギ―が吸収され乍ら周辺の復元部材７，７…の水平変位を許容すると共に、鋼球１０は上部構造を支持するものである。
【００２０】
そして、地震振動が終息すると各復元部材７の復元力で復元部材７，７…が略元の状態に戻ると共に鋼球１０は摩擦ダンパ―１５と摩擦し乍ら地震エネルギ―を吸収しつつ前記ポジションホ―ル２５，２６に戻り、転がり支承系免震部材を元の状態とする。
【００２１】
このように、鋼球１０の外周の摩擦ダンパ―１５と鋼球１０の周辺に分割された各復元部材７とを備えた転がり支承系免震部材では、摩擦ダンパ―１５との摩擦接触によって地震エネルギ―が充分に吸収され乍ら分割された復元部材７，７…により水平剛性を形成し乍ら、地震時に発生する水平変形に対しても各復元部材７と鋼球１０が協働して偏心圧力に充分耐え得るものとなる。
【００２２】
そして、本発明に係る転がり支承系免震部材では、鋼球１０の転がり面を上下に配して比較的に小さな転がり面としながら該鋼球１０をガイド鋼板１３により安定した誘導を行わせ、且つ鋼球１０と摩擦接触する摩擦ダンパ―１５及び周辺の復元部材７，７…との協働によって減衰，復元動作を行わせることから、動作に安全性がありコンパクトな転がり支承系免震部材となる。
【００２３】
そして、前記上・下部各鋼球軌道盤９，６の中央部に前記ポジションホ―ル２６，２５に向けて鋼球１０の復元用の補助スロ―プ２７，２７を形成した場合には、鋼球１０が該補助スロ―プ２７を容易に転がることによって、復元部材７，７…の変形初期段階での復元力を補助し、且つ地震終息後に鋼球１０が該補助スロ―プ２７を容易に落下して前記ポジションホ―ル２５，２６に確実に納まり、同時に上部構造が完全に元の位置に復元できるものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は上・下部各鋼球軌道盤に形成した鋼球の転がり止めの外側四隅で上下部のフランジ鋼板間に弾性体からなる復元部材を立設し、該各復元部材の中央端をガイド鋼板に接続し、該ガイド鋼板の中心部にリング状の摩擦ダンパ―を設け、該摩擦ダンパ―の内周面に前記鋼球の水平方向中心部を位置させ、前記上・下部各鋼球軌道盤の中心部に形成したトリガ―の役割を果たすポジションホ―ルと前記摩擦ダンパ―によって鋼球を保持させるようにしたので、鋼球と摩擦ダンパ―との摩擦接触によって地震エネルギ―を充分に吸収し分割された復元部材により水平剛性を形成し乍ら、地震時に発生する水平変形に対しても各復元部材と鋼球が協働して偏心圧力に充分耐え得るものであって、鋼球の転がり面を比較的に小さくして該鋼球の安定した誘導を行わせ乍ら減衰動作を行わせ、且つ周辺の復元部材等との協働によって確実な減衰，復元動作を行わせる、動作に安全性がありコンパクトな転がり支承系免震部材となる。
【００２５】
そして、前記上・下部各鋼球軌道盤の中央部に前記ポジションホ―ルに向けて鋼球の復元用の補助スロ―プを形成した場合には、復元部材の変形初期段階での復元力が補助され、且つ地震終息後に鋼球が該補助スロ―プを容易に落下して前記ポジションホ―ルに確実に納まり、同時に上部構造が完全に元の位置に復元でき、復元動作が更により確実に行われる転がり支承系免震部材となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る転がり支承系免震部材の平面配列図である。
【図２】図２は図１のＡ―Ａ断面図である。
【図３】図３は図２の摩擦ダンパ―部位のＢ―Ｂ断面図である。
【図４】図４は本発明に係る摩擦ダンパ―部の説明用拡大断面図である。
【図５】図５は従来例の転がり支承系免震部材の断面図である。
【図６】図６は他の従来例の転がり支承系免震部材の断面図である。
【符号の説明】
２，４フランジ鋼板
６，９鋼球軌道盤
７復元部材
１０鋼球
１１，１２鋼球の転がり止め
１３ガイド鋼板
１５摩擦ダンパ―
２５，２６ポジションホ―ル
２７補助スロ―プ

Claims

下部構造と上部構造との間で下部構造側に取り付けられた下部鋼球軌道盤と上部構造側に取り付けられた上部鋼球軌道盤の各中心部の間に転がり支承材である鋼球を配置した免震部材において、上・下部各鋼球軌道盤に形成した鋼球の転がり止めの外側四隅で上下部のフランジ鋼板間に弾性体からなる減衰・復元部材を立設し、該各減衰・復元部材の中央端をガイド鋼板に接続し、該ガイド鋼板の中心部にリング状の摩擦ダンパ―を設け、該摩擦ダンパ―の内周面に前記鋼球の水平方向中心部を位置させ、前記上・下部各鋼球軌道盤の中心部に形成したトリガ―の役割を果たすポジションホ―ルと前記摩擦ダンパ―によって鋼球を保持させるようにしたことを特徴とする転がり支承系免震部材。
前記上・下部各鋼球軌道盤の中央部に前記ポジションホ―ルに向けて鋼球の復元用の補助スロ―プを形成したことを特徴とする請求項１記載の転がり支承系免震部材。