JP4073685B2 - 転がり免震装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば住宅用建物などの構造物の免震に用いられる免震装置として、従来より、図１１（イ−１）（イ−２）に示すように、平面視正方形状で同一平面サイズの上下の皿５１，５２間に転動体としての球体５３を配置し、図１１（ロ）に示すように、上下の皿５１，５２の横方向への相対変位とそれに伴う球体５３の追従転動とによって免震支承を行うようになされた転がり免震装置５０が提供されている。
【０００３】
この転がり免震装置５０では、設置現場への搬送や、現場での設置作業において、上下の皿５１，５２が横方向に相対変位したり、上皿５２が傾いたり、球体５３が上下の皿５１，５２間で動いてしまったりするのを防ぐの目的から、設置前の免震装置５０に、図１１（イ−１）（イ−２）に示すように、プレート５５…が、上下の皿５１，５２の側面部にこれら皿５１，５２に渡すように当てられ、このプレート５５…を横方向からのネジ止め５６…で上下の皿５１，５２に固着することで、上下の皿５１，５２と球体５３とを一体化することが行われる。
【０００４】
この免震装置５０の例えば建物への設置工事は、免震装置５０を下構造部としての基礎５７の天面部にセットした後、図１１（ロ）に示すように、プレート５５…を免震装置５０から取り外し、上皿５２を横方向に変位させた状態にして下皿５１を基礎５７の天面部にボルト５８…で取り付け、その後、図１１（ハ）に示すように、プレート５５…を免震装置５０に付け直し、しかる後、上構造部としての架台５９を上皿５２の上面にのせ、ボルト６０…で架台５９を上皿５２に接合し、最後に、プレート５５…を取り外して一体化を解除するというようにして行われている。
【０００５】
なお、このように、上皿５２を横方向に変位させた状態にして下皿５１を基礎５７にボルト接合５８するようにしている理由は、上下の皿５１，５２間の間隔が小さく、そのため、上下の皿５１，５２間を通じてボルト５８を下皿５２の取付け孔６１に差し込んで工具で取付けを行うということが困難ないしは不可能であるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の免震装置５０では、下皿５１を基礎５７の天面に取り付けるのに、上皿５２を下皿５１に対して横方向に動かさなければならず、その際に上下の皿５１，５２間の球体５３にスベリを生じて、球体５３が本来の適正な位置からズレてしまうおそれがあるという問題がある。
【０００７】
更に、下皿５１を基礎５７の天面に取り付けるのに上皿５２を横方向に動かさなければならないので、設置完了までの間に、プレート５５…を免震装置５０から外したり付けたりしなければならず、設置工事に手間を要するという問題もある。
【０００８】
また、上皿５２を架台５９に取り付けるのに、上下の皿５１，５２間の間隔が狭いと、それらの間を通じてナットを差し込むのが困難ないしは不可能であり、そのため、上皿５２には、ネジ孔６２…を形成し、このネジ孔６２にボルト６０を螺合することで架台５９と上皿５２とを接合する必要があり、上皿５２に備えさせる取付け用の孔６２…を内周ねじのねじ孔に加工しておかなければならず、これら孔６２…の加工コストが高くついてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、上皿を下皿に対して横方向に動かさなくても下皿を下構造部に取り付けることができる転がり免震装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、上下の皿と、皿間に配置される転動体とが備えられ、上下の皿の横方向への相対変位とそれに伴う転動体の追従転動とによって免震を行うようになされた転がり免震装置において、
前記上下の皿のうちのいずれか一方が平面視正方形状の皿からなり、もう一方が平面視円形状の皿からなり、
前記正方形状皿の四隅部がそれぞれ円形状皿の周縁部よりも外方に突出すると共に、正方形状皿の４辺の各中央部分において円形状皿の周縁部が正方形状皿の周縁部よりも外方に突出し、
下皿の前記突出部を下構造部への取付け部としていることを特徴とする転がり免震装置によって解決される。
【００１１】
この免震装置では、下皿に上皿の周縁部から側方に突出する部分が備えられ、その部分を下構造部への取付け部としているので、上下皿間の間隔が狭くても、上皿を下皿に対して横方向にずらすことなく、下皿をその取付け部を利用して下構造部に取り付けることができる。従って、転動体が上下皿間の本来の適正な位置からズレてしまうおそれを排除することができる。
【００１２】
それに加えて、本発明では、下皿に上皿の周縁部から側方に突出する部分を備えさせる構成をとるために、上下の皿のうちのいずれか一方を平面視正方形状の皿とし、もう一方を平面視円形状の皿とし、正方形状皿の四隅部がそれぞれ円形状皿の周縁部よりも外方に突出すると共に、正方形状皿の４辺の各中央部分において円形状皿の周縁部が正方形状皿の周縁部よりも外方に突出する構成としている。これにより、上下の皿を周方向の４箇所のすべてにおいて取付け側に取り付けることも可能であり、そのような取付けをする場合は、安定でしっかりとした取付け状態を形成することができる。のみならず、転動体の転動できる領域を上下の皿のそれぞれに広く確保しながら、上下の皿の側方への無用な突出を小さく抑えることができて平面的に見てコンパクトな免震装置を実現することができ、しかも、それを加工容易な円形状の皿と正方形状の皿という単純形状同士の組合せで実現できて免震装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００１３】
上皿の前記突出部に取付け用の孔が明けられ、この孔がネジの切られていない通孔からなっている場合は、この孔をネジの切られたネジ孔にする場合に比べて、孔の加工をコスト的に有利に行うことができる。しかも、この通孔は上皿の突出部に備えられているので、ナットやボルト頭部などの取付け金具の部品や部分を、上皿を下皿に対して横方向にずらさなくとも、上皿の下面側にセットすることができ、上構造部への上皿の取付けも容易に行うことができる。
【００１４】
上皿の前記突出部の取付け用の孔が、ナット又はボルト頭部を収容できる座掘り部を下半部に備えた、ネジの切られていない通孔からなっている場合は、この孔をネジ孔にしないでコストを削減した構造のものでありながら、上皿を上構造部に取り付ける金具のナットあるいはボルト頭部が上皿の下面から突出するのを小さく抑えることができ、あるいは、そのような突出をなくすことができる。
なお、上記の課題は、基本的には、上下の皿と、皿間に配置される転動体とが備えられ、上下の皿の横方向への相対変位とそれに伴う転動体の追従転動とによって免震を行うようになされた転がり免震装置において、
前記上下の皿が互いに外周形状を異にするものからなることによって下皿がその周縁部において上皿の周縁部よりも外方に突出し、この突出部分を下構造部への取付け部としていることを特徴とする転がり免震装置によって解決される。この場合、上下の皿の一方が円形状のもので、もう一方が三角形状や五角形状、六角形状などの各種角形状のであってもよいし、また、上下の皿が互いに辺の数を異にする角形状のものであってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１乃至図５に示す第１実施形態の免震装置１は、建物の基礎２と架台３との間に設置される建物用の転がり免震装置である。図１乃至図３に示すこの転がり免震装置において、４は鋼製の下皿、５は同じく鋼製の上皿、６は転動体としての鋼製の球体であり、上下の皿４，５の横方向への相対変位とそれに伴う球体６の追従転動とによって免震を行うようになされている。
【００１７】
そして、上皿５の下面部及び下皿４の上面部がそれぞれ球体６の転動領域となるが、本実施形態では、上皿５の下面及び下皿４の上面のそれぞれに外周円形の球面凹所４ａ，５ａを設け、そこを球体６の転動領域とし、免震時に復元力が働くようになされている。
【００１８】
この転がり免震装置１において、下皿４は平面視円形状の皿からなっており、また、上皿５は平面視正方形状の皿からなっている。そして、上下の皿４，５のサイズ関係は、正方形状の上皿５の四隅部５ｂ…がそれぞれ円形状の下皿４の周縁部よりも外方に突出すると共に、正方形状の上皿５の４辺の各中央部分において円形状の下皿４の周縁部４ｂ…が正方形状の上皿５の周縁部よりも外方に突出するように設定されている。
【００１９】
この上下の皿４，５において、下皿４の４つの突出部４ｂ…を下構造部である基礎２への取付け部とし、これら突出部４ｂ…のそれぞれに、ネジの切られていない取付け用の単純通孔９…が明けられている。
【００２０】
また、上皿５の４つの突出部５ｂ…を上構造部である架台３への取付け部とし、これら突出部５ｂ…のそれぞれに、ネジの切られていない取付け用の通孔１０…が明けられている。この通孔１０は、ナットを収容できる座掘り部１０ａを下半部に備えた段付き通孔からなっている。
【００２１】
上記の免震装置１は、現場に設置した状態で、球体６の位置が適正位置からずれてしまうことなどがないよう、予め工場などにおいて、上下の皿４，５と球体６との相対位置関係を固定すべく、これらを一体化した状態にされる。
【００２２】
そのための一体化構造として、上記の免震装置１では、正方形状の上皿５の四隅部のそれぞれにおいて、転動領域である球面凹所４ａ，５ａと、架台３への取付けのための孔１０との間の領域に通孔１１…が明けられ、下皿４には、これら通孔１１…の直下に位置するようにネジ孔１２…が明けられている。そして、頭付きボルト１３…が縦向きで上皿５の上方より各通孔１１…に通され、その先端部が下皿４のネジ孔１２…と螺合され、締め付けられて、上下の皿４，５と球体６とが一体化され、球体６が上下の皿４，５間の所定の位置に固定されている。この一体化された免震装置１において、頭付きボルト１３…の頭部１３ａは上皿５の上面から上方に突出させている。
【００２３】
現場での免震装置１の設置工事は図４及び図５に示すようにして行うことができる。即ち、上記のようにして一体化した免震装置１を、図４（イ）（ロ）に示すように、基礎２の天面部に設置し、下皿４を基礎２に取り付ける。この取付けのために、基礎２のコンクリートにはナット１４…が埋込み状態に備えられ、このナット１４…と下皿４の通孔９…とを同心状態にし、下皿４の上方より、通孔９…にボルト１５…を通し、その先端部を基礎２側のナット１４…と螺合させ締め付ければ、下皿４と基礎２とが一体化される。
【００２４】
下皿４の通孔９…は、上皿５よりも外方に突出する突出部４ｂ…に形成されているから、上記のように、ボルト１５…を通孔９…に通して基礎２側のナット１４…と螺合させて締め付けるうえで、上皿５がその妨げとなることはなく、上下の皿４，５と球体６とを一体化した状態のまま免震装置１を基礎２側に取り付けることができる。
【００２５】
次いで、図４（ハ）及び図５（ニ）に示すように、免震装置１の上皿５の上面に架台３をのせる。架台３はＨ形鋼などの底板部３ａを備えたものからなっていて、この底板部３ａには、免震装置１の上皿５に設けられた取付け用の通孔１０…に対応する通孔１６…が明けられると共に、免震装置１の上皿５の上面から突出するボルト頭部１３ａ…を逃がす貫通の逃がし孔１７…が明けられている。この逃がし孔１７…は、免震装置１に対して架台３を位置合わせするのにも役立つもので、免震装置１の上皿５の上面のボルト頭部１３ａ…が架台３の逃がし孔１７…内に嵌り込むようにすることで、架台３を免震装置１上に容易に適正配置状態にしてのせることができる。
【００２６】
しかる後、図５（ニ）（ホ）に示すように、免震装置１の上皿５の通孔１０…における座掘り部１０ａにナット１８…をセットし、架台３の底板部３ａの上方より、ボルト１９…を、底板部３ａの通孔１６…と免震装置１の上皿５の通孔１０…とに通し、ナット１８…と螺合させて締め付ければ、免震装置１の上皿５と架台３とが一体化される。
【００２７】
上皿５の通孔１０…は、下皿４よりも外方に突出する突出部５ｂ…に形成されているから、上記のように、ナット１８を座堀り部１０ａ内に設置し、ボルト１９を通孔１６，１０に通してナット１８と螺合させ締め付ける一連の作業を行ううえで、下皿４がその妨げとなることはなく、上下の皿４，５と球体６とを一体化した状態のまま架台３を免震装置１に取り付けることができる。
【００２８】
そして最後に、図５（へ）に示すように、上下の皿４，５と球体６とを一体化しているボルト１３…を、架台３の底板部３ａに明けられている逃がし孔１７…を通して取り外せば、免震装置１の設置は完了である。
【００２９】
このように、上記の免震装置１では、下皿４に上皿５の周縁部から側方に突出する部分４ｂ…が備えられ、その部分４ｂ…に基礎２への取付け孔９…を形成しているので、上下皿４，５間の間隔が狭くても、上皿５を下皿４に対して横方向にずらすことなく、下皿４をその取付け孔９…を利用して基礎２…に容易に取り付けることができる。
【００３０】
特に、下皿４に上皿５の周縁部から側方に突出する部分４ｂ…を備えさせる構成をとるために、下皿４を平面視円形状の皿とし、上皿５を平面視正方形状の皿とし、正方形状皿５の四隅部５ｂ…がそれぞれ円形状皿４の周縁部よりも外方に突出すると共に、正方形状皿５の４辺の各中央部分において円形状皿４の周縁部４ｂ…が正方形状皿５の周縁部よりも外方に突出する構成としている。従って、上下の皿４，５を、上記のように、周方向の４箇所のすべてにおいて基礎２と架台３とにそれぞれ取り付けることができ、安定でしっかりとした取付け状態を形成することができる。のみならず、球体６の転動できる領域である球面凹所４ａ，５ａを広く確保しながら、上下の皿４，５の側方への無用な突出を小さく抑えることができ、上下の皿をいずれも正方形状とし４５°向きをずらすことで突出部を備えさせるような場合に比べ、平面的に見てコンパクトな免震装置１を実現することができ、しかも、それを加工容易な円形状の皿４と正方形状の皿５という単純形状同士の組合せで実現できて免震装置１の製造コストを低く抑えることができる。
【００３１】
また、上皿５の突出部５ｂ…には、ネジの切られていない取付け用の通孔１０…が明けられているから、孔１０…の加工をコスト的に有利に行うことができ、しかも、この通孔１０…は上皿５の突出部５ｂ…に備えられているので、ナット１８…を、上皿５を下皿４に対して横方向にずらさなくとも、上皿５の下面側に容易にセットすることができ、架台３への上皿５の取付けも容易に行うことができる。
【００３２】
特に、上皿５の取付け用の通孔１０…は、ナット１８を収容できる座掘り部１０ａを下半部に備えた通孔からなっているので、ナット１８…やボルト１９の先端部が上皿５の下面から突出するのを小さく抑えることができ、あるいは、突出をなくすことができて、上下の皿４，５間の間隔寸法が小さい場合の上皿５と架台３と接合を容易に行うことができる。
【００３３】
図６乃至図８に示す第２実施形態の免震装置１は、上下の皿４，５間に複数個の球体６…を配置したもので、これらの球体６…は、保持器２２に回転自在に保持され、この保持器２２によって、相対位置関係が特定の位置関係に維持固定されるようになされている。その他は、上記の第１実施形態と同じである。
【００３４】
この複数球タイプの免震装置１では、各球体６…として、サイズの小さなものを使用することができるので、上下の皿４，５間の間隔寸法が、球体を１個とする第１実施形態の免震装置の場合よりも小さくなり、免震装置１を上下の皿４，５間を通じて基礎２や架台３に取り付けるのがいよいよ困難な構造となってくる。このような複数球タイプの免震装置１において、上記のような構造を採用することにより、複数球タイプの免震装置１の下皿４を、上下の皿４，５を横方向にずらさなくとも、基礎２側に容易に取り付けることができ、本発明の転がり免震装置は、複数球タイプの免震装置１において、より一層効果的に採用することができる。なお、この複数球タイプの免震装置１も、図９及び図１０に示すように、第１実施形態の場合と同様の手順で設置を行っていくことができる。
【００３５】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、下皿４を平面視円形状皿とし、上皿５を平面視正方形皿とした場合を示しているが、上皿５を平面視円形状皿とし、下皿４を平面視正方形皿としてもよい。また、転動体として球体６以外のものが用いられてもよい。また、基礎２への下皿４の取付けは、突出部４ｂ…に明けた孔９…で行うことなく、孔９…を明けずにその他の態様でこの突出部４ｂ…を基礎２側に取り付ける構成としてもよい。要は、下皿４の突出部４ｂ…を基礎２側への取付け部としたものであればよい。また、上記の実施形態では、上下の皿４，５のいずれについてもそれらの四つの突出部４ｂ…，５ｂ…のすべてを架台３や基礎２に取り付けた場合を示しているが、四つのうちの最低二つが架台３や基礎２に取り付けられていればよい。また、上皿５の突出部５ｂの取付け孔１０は、座掘部１０ａのない孔であってもよい。更に、上記の実施形態では、免震装置を建物の免震に用いた場合を示しているが、本発明の免震装置は、建物以外の各種構造物の免震に広く用いることができるものであることはいうまでもない。また、上記の実施形態では、免震装置１を一体化するために、上下の皿４，５を縦向きのボルト１３…で結合するようにしているが、その他の方法で一体化されていてもよい。また、それ自体には復元機能が備えられていない免震装置、即ち、上下の皿の対向面がくぼみのない平面状のものからなる免震装置に用いることも当然可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、上皿を下皿に対して横方向に動かさなくても下皿を下構造部に取り付けることができる。のみならず、転動体の転動できる領域を上下の皿のそれぞれに広く確保しながら、上下の皿の側方への無用な突出を小さく抑えることができて平面的に見てコンパクトな免震装置を実現することができ、しかも、それを加工容易な円形状の皿と正方形状の皿という単純形状同士の組合せで実現できて免震装置の製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の免震装置を示すもので、図（イ）は平面図、図（ロ）は側面図である。
【図２】図（イ）は図１（イ）のＩ−Ｉ線断面図、図（ロ）は図１（イ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】同免震装置の分解斜視図である。
【図４】図５とともに同免震装置の施工の手順を順次に示すもので、図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ図１（イ）のＩ−Ｉ線対応断面図、図（ハ）は図１（イ）のＩＩ−ＩＩ線対応断面図である。
【図５】図４とともに同免震装置の施工の手順を順次に示すもので、図（ニ）乃至図（へ）はそれぞれ図１（イ）のＩＩ−ＩＩ線対応断面図である。
【図６】第２実施形態の免震装置を示すもので、図（イ）は平面図、図（ロ）は側面図である。
【図７】図（イ）は図６（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図（ロ）は図６（イ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図８】同免震装置の分解斜視図である。
【図９】図１０とともに同免震装置の施工の手順を順次に示すもので、図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ図６（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線対応断面図、図（ハ）は図６（イ）のＩＶ−ＩＶ線対応断面図である。
【図１０】図９とともに同免震装置の施工の手順を順次に示すもので、図（ニ）乃至図（へ）はそれぞれ図６（イ）のＩＶ−ＩＶ線対応断面図である。
【図１１】従来の免震装置を示すもので、図（イ−１）は断面側面図、図（イ−２）は平面図、図（ロ）及び図（ハ）は免震装置の施工の手順を順次に示す断面側面図である。
【符号の説明】
１…転がり免震装置
２…基礎（下構造部）
３…架台（上構造部）
４…下皿
４ｂ…突出部（取付け部）
５…上皿
５ｂ…突出部（取付け部）
６…球体（転動体）
１０…取付け孔
１０ａ…座掘り部

Claims (4)

1. 鋼製球体と、上面部を前記球体の転動領域として建物の下構造部に取り付けられる鋼製一体成形品からなる下皿と、下面部を前記球体の転動領域として建物の上構造部に取り付けられる鋼製一体成形品からなる上皿とが備えられ、上下の皿の横方向への相対変位とそれに伴う上下皿間での球体の追従転動とによって建物の免震を行うようになされた建物用転がり免震装置において、
   前記上下の皿のうちのいずれか一方が平面視外周正方形の皿からなり、もう一方が平面視外周円形の皿からなり、
   前記正方形皿における正方形と円形皿における円形との平面サイズ関係は、正方形皿の四隅部がそれぞれ円形皿の周縁部よりも外方に突出すると共に、正方形皿の４辺の各中央部分において円形皿の周縁部が正方形皿の周縁部よりも外方に突出する関係に設定され、
   下皿の前記突出部に、該下皿をボルトで下構造部に取り付けるための上下方向に貫通する取付け用の孔が設けられると共に、上皿の前記突出部に、該上皿をボルトで上構造部に取り付けるための上下方向に貫通する取付け用の孔が設けられていることを特徴とする建物用転がり免震装置。
2. 下皿が円形皿からなり、上皿が正方形皿からなる請求項１に記載の建物用転がり免震装置。
3. 請求項１又は２に記載の転がり免震装置の下皿が、該下皿の前記突出部の取付け孔に通されたボルトで下構造部に取り付けられていると共に、上皿が、該上皿の前記突出部の取付け孔に通されたボルトで上構造部に取り付けられていることを特徴とする建物用転がり免震構造。
4. 請求項１又は２に記載の転がり免震装置の上下の皿及び球体を、正方形皿の四隅部をそれぞれ円形皿の周縁部よりも外方に突出させ、正方形皿の４辺の各中央部分において円形皿の周縁部を正方形皿の周縁部よりも外方に突出させた状態で一体化した後、
   該転がり免震装置を下構造部に設置して下皿の前記突出部の取付け孔に通したボルトで下構造部に取り付け、次いで、
   該転がり免震装置の上皿の上面部に上構造部をのせ、上皿の前記突出部の取付け孔に通したボルトで上構造部に取り付け、しかる後、
   前記転がり免震装置の前記一体化を解除することを特徴とする建物への転がり免震装置の設置方法。

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