JP4777053B2 - 免震建物の位置復元装置 - Google Patents

Description

本発明は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置が介装された 免震建物において、強風時における上部構造体の水平移動を拘束するとともに、地震または強風終了後に生じた 上部構造体の残留変位を解消する 装置に関する。

周知のように、上部構造体と下部構造体の間に免震装置が介装された免震建物で は、台風等の強風時にも上部構造体が水平移動し、居住性の低下を招くおそれがある。また、滑り支承等の復元力を有しない免震装置を使用した場合には、地震または強風終了後に上部構造体が原位置に復帰せず、残留変位が発生することになる。

そこで、特許文献１では、図４に示すような免震建物の位置復元装置が提案されている。この位置復元装置１１は、下部構造体３に固定されたベース１７上に直立状態に軸支 され、その中心軸周りに回動可能とされた鋼管１５の外周面に、四本のワイヤーロープ１６の一端１６ａをそれぞれ固定するとともに、当該ワイヤーロープ１６の他端１６ｂを上部構造体２のそれぞれ異なる位置に固定し、鋼管１５を回動させてワイヤーロープ１６…を巻き取ることにより、上部構造体２を原位置に復帰させることができる。
特開２００２−３０９８００号公報

しかしながら、特許文献１に開示された免震建物の位置復元装置１１では、鋼管１５を回動させてワイヤーロープ１６…を巻き取る際、図５のように、ワイヤーロープ１６、１６がお互いに重なり合い、各ワイヤーロープ１６の長さに不均等が生じ、上部構造体２の固定度が低下するおそれがあった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、上部構造体に一端が固定された紐状体を巻き取るための巻き取り手段を備える、免震建物の位置復元装置において、紐状体の乱巻きを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置が介装された 免震建物において、強風時における上部構造体の水平移動を拘束するとともに、地震または強風終了後における上部構造体の残留変位を解消する装置であって、前記下部構造体に固定されたベースと、当該ベース上に立設された外管と、当該外管に挿入され、前記ベースに軸支されて中心軸回りに回動可能とされた内管と、一端が前記内管に巻回可能に 固定された複数の紐状体とを備え、前記外管には、前記各紐状体の配置に合わせて周方向に複数のスリットが形成され、前記各紐状体は前記各スリットを挿通して前記上部構造体の異なる位置 にそれぞれ固定されていることを特徴とする。

ここで、強風とは、概ね１０ｍ／ｓ以上の風速を有する風をいう。
本発明は、一端が内管に固定され、他端が上部構造体に固定された複数の紐状体を、内管を回動させて巻き取ることにより、上部構造体を原位置に復帰させる装置であり、紐状体を巻き取る際に、各紐状体が外管に形成されたスリットを通過するようになっている。このため、スリットが紐状体のガイドとなり、紐状体を巻き取る位置が変化することがない。その結果、紐状体がお互いに重なり合うことがなく、各紐状体の長さが均等に保たれ、上部構造体の固定度が低下することがない。

本発明に係る免震建物の位置復元装置では、複数の紐状体が巻回された内管を、周方向に複数のスリットが形成された外管が覆い、各紐状体はスリットを挿通して上部構造体の異なる位置 にそれぞれ固定されている。このため、内管を回動させて紐状体を巻き取る際、各紐状体が外管に形成されたスリットを通過し、紐状体を巻き取る位置が変化することがない。その結果、紐状体がお互いに重なり合うことがなく、紐状体の乱巻きを防止することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係る免震建物の位置復元装置の平面図および立面図を示す。
位置復元装置１ は、上部構造体２と下部構造体３の間に免震装置（図示省略）が介装された免震建物において、強風時における上部構造体２の水平移動を拘束するとともに、地震または強風終了後に生じた上部構造体２の残留変位を解消する装置であり、下部構造体３上に固定された箱形のベース７と、ベース７上に直立状態に固定された円筒状の外管４と、外管４に挿入され、ベース７に軸支されて中心軸回りに回動可能とされた円筒状の内管５と、一端６ａが内管５に巻回可能に 固定された四本のワイヤーロープ（ 紐状体）６ とから概略構成されている 。

ベース７の一側面には、内管５を回動するためのモーター８が装着されており、モーター８の駆動力は、ベース７に内蔵された駆動力伝達機構（図示省略）を介して内管５に伝達される。駆動力伝達機構は、複数の歯車を組み合わせてなるものであり、モーター８ の回転を減速し、内管５に強い回転力を付与することができる。

内管５ の外周面には、四本のワイヤーロープ６ の一端６ａが、周方向に９０度の間隔で且つ高さを変えて、溶接等により固定 されている。一方、各ワイヤーロープ６の他端６ｂは、上部構造体２の異なる位置にそれぞれピン接合 されており、水平面内で回動自在となっている。
これらワイヤーロープ６… は、ともに水平方向に配置され、平面視した場合には、内管５側から見て互いに異なる方向に配置されている。これにより、ワイヤーロープ６…を同時に緊張させた際に、その緊張力が互いに釣り合うようになっている。

内管５ に一端６ａが固定された四本のワイヤーロープ６は、内管５を正 回転（本実施形態では反時計回り）させることによって、同一長さだけ内管５によって巻き取られるようになっている 。上部構造体２が本来の位置にある状態（地震や強風で変位していない状態 ）において、各ワイヤーロープ６は、それぞれ、内管５から上部構造体２の取り付け位置までの直線距離に対して同じ余長を有しており、内管５を回動させて 各ワイヤーロープ６の余長分巻き取ることにより、これらのワイヤーロープ６を同時に緊張状態とすることができる。
また、各ワイヤーロープ６にはターンバックル９が取り付けられており、ターンバックル９で各ワイヤーロープ６の長さ寸法を微調整して、ワイヤーロープ６…を確実に同時に緊張状態とすることができるようになっている。
なお、ワイヤーロープ６には防錆処理されたものが用いられる。

一方、外管４には、ワイヤーロープ６が通過できる程度の幅を有する複数のスリット４ａ…が周方向に形成されており、その位置は各ワイヤーロープ６の配置に対応している。即ち、周方向に９０度の間隔で且つ各ワイヤーロープ６と同じ高さに、ワイヤーロープ６…と同数のスリット４ａ…が形成されている。図２に外管の斜視図を、図３に外管本体の展開図をそれぞれ示す。
各 ワイヤーロープ６は、対応する位置に形成されたスリット４ａを挿通し、上部構造体２の異なる位置にそれぞれ固定される。
なお、外管４は、その基端部に設けられた固定部４ｂでベース７に固定され、外管４が回動することはない。

内管５が正回転すると、各ワイヤーロープ６は外管４に形成されたスリット４ａを通過した後、内管５に巻き取られていく。この際、スリット４ａがワイヤーロープ６のガイドとなるので、ワイヤーロープ６を巻き取る位置が一定し、ワイヤーロープ６は規則正しく巻き取られていく。
一方、内管５が逆回転（本実施形態では時計回り）すると、各ワイヤーロープ６は外管４に形成されたスリット４ａを通過して繰り出される。ワイヤーロープ６の剛性を適度に確保しておけば、ワイヤーロープ６は外管４内に留まることなく、スムーズに繰り出される。

なお、図示しない免震装置としては、積層ゴム、ローラー支承、滑り支承などのような、上部構造体２を支持でき、且つ、下部構造体３に対する上部構造体２の相対水平運動を拘束しないものであればよい。軽量免震構造では、台風時に上部構造体２が水平移動するおそれがあり、摩擦ダンパーや滑り支承を使用した場合には、地震後に残留変位が発生する可能性がある。このため、いずれの免震装置においても 位置復元装置１が必要となる。

次に、位置復元装置１の動作手順について説明する 。
図示していないが、位置復元装置１は、内管５の回転動作を制御する制御装置を備えており、制御装置には、台風等の強風時に作動させるための 台風時スイッチと、地震後に作動させるための地震後スイッチと、台風時スイッチによって作動した巻き取り動作 を解除する強制常時スイッチとが設けられている。また、制御装置には、台風時スイッチがＯＮされてから所定時間（例えば２４時間）経過したことを知らせる タイマーが内蔵されている 。

平常時における内管５の回転位置は、基本的に、四本のワイヤーロープ６が完全に弛んだ状態（以下、解放位置と呼ぶ。）に設定されている。

台風などにより強風が発生した場合には、免震建物の居住者等が台風時スイッチをＯＮにすることによって、制御装置は、モーター８を正回転させて、ワイヤーロープ６… が内管５により巻き取られるようにする。これにより、ワイヤーロープ６…は緊張状態となり、上部構造体２の水平移動が拘束される 。
台風時スイッチがＯＮにされてから所定時間経過後（タイマー作動後、または所定時間経過前であっても強制常時スイッチがＯＮにされた場合には、モーター８を逆回転させ、ワイヤーロープ６…を弛緩させる方向に内管５を回転させる。これにより、位置復元装置１は解放位置に設定される。

一方 、地震後に、上部構造体２に残留変位が生じた場合には、免震建物の居住者等が地震後スイッチをＯＮに することによって、制御装置は、モーター８を正回転させて、ワイヤーロープ６… が内管５により巻き取られるようにする。これにより、上部構造体２は原位置に復帰する。その後、制御装置は、モーター８を逆回転させ、ワイヤーロープ６…を弛緩させた状態にする。これにより、位置復元装置１は解放位置に設定される。

本実施形態による免震建物の位置復元装置１では、内管５を回動させて四本のワイヤーロープ６を巻き取る際、各ワイヤーロープ６は外管４に形成されたスリット４ａを通過するため、各スリット４ａが各ワイヤーロープ６のガイドとなり、ワイヤーロープ６を巻き取る位置が変化することがない。このため、ワイヤーロープ６がお互いに重なり合うことがなく、ワイヤーロープ６の乱巻きを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、ワイヤーロープの本数は４本としているが、これに限定するものではない。３本でもよいし、あるいは５本以上としてもよく、ワイヤーロープの本数に応じてスリットの数も変化する。また、ワイヤーロープに代えて、チェーンやナイロンロープ等を用いるようにしてもよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明に係る免震建物の位置復元装置の一実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は立面図である。 外管の斜視図である。 外管本体の展開図である。 従来の免震建物の位置復元装置を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は立面図である 乱巻きを説明するための図である。

符号の説明

１、１１ 位置復元装置
２ 上部構造体
３ 下部構造体
４ 外管
４ａ スリット
４ｂ 固定部
５ 内管
６、１６ ワイヤーロープ（紐状体）
７、１７ ベース
８ モーター
９ ターンバックル
１５ 鋼管

Claims (1)

1. 上部構造体と下部構造体の間に免震装置が介装された免震建物において、強風時における上部構造体の水平移動を拘束するとともに、地震または強風終了後における上部構造体の残留変位を解消する装置であって、
   前記下部構造体に固定されたベースと、当該ベース上に立設された外管と、当該外管に挿入され、前記ベースに軸支されて中心軸回りに回動可能とされた内管と、一端が前記内管に巻回可能に固定された複数の紐状体とを備え、
   前記外管には、前記各紐状体の配置に合わせて周方向に複数のスリットが形成され、前記各紐状体は前記各スリットを挿通して前記上部構造体の異なる位置にそれぞれ固定されていることを特徴とする免震建物の位置復元装置。

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