JP5107775B2

JP5107775B2 - 免震支承構造

Info

Publication number: JP5107775B2
Application number: JP2008094881A
Authority: JP
Inventors: 健二真名子
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-04-01
Also published as: JP2009250253A

Description

本発明は、免震支承構造に関する。

免震支承構造として、従来より、種々の免震支承構造が提供されているが、中小地震であるか大地震であるかを問わず、減衰力を効果的に働かせながら上部構造部を免震することができ、しかも、大地震時には、中小地震時よりも大きな減衰力を働かせることができ、また、任意的な機能として地震後の原点復帰も容易に行うことができる、簡素な構造の免震支承構造は、未だ提供されていない。
特開２００５−３００７１号公報

本発明は、上記のような問題点に鑑み、中小地震であるか大地震であるかを問わず、減衰力を効果的に働かせながら上部構造部を免震することができ、しかも、大地震時には、中小地震時よりも大きな減衰力を働かせることができ、また、任意的な機能として地震後の原点復帰も容易に行うことができる、簡素な構造の免震支承構造を提供することを課題とする。

上記の課題は、下部構造部側に取り付けられる下皿と、上部構造部側に取り付けられる上皿と、これら上下の皿間に配置され、下皿に受けられると共に、上皿を受ける中間子とが備えられた免震支承構造において、
前記上下の皿の各受け面が、中央部をくぼませるように傾斜していると共に、一方の皿の受け面の傾斜角度がもう一方の皿の受け面の傾斜角度よりも大きく形成され、かつ、前記もう一方の皿の側方部には、中間子の一定以上側方への移動を阻止するストッパーが設けられ、
上下の皿の水平方向の相対変位量が大きくなっていく過程で、前記中間子は、上下の皿の受け面の傾斜角度の作用で、前記一方の皿とともに前記もう一方の皿の受け面を側方に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされていると共に、中間子がストッパーに当接すると、前記もう一方の皿とともに前記一方の皿の受け面を側方に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされていることを特徴とする免震支承構造によって解決される（第１発明）。

この構造では、中間子が、皿の受け面上を、転動することなく摺擦して移動するように構成されているので、中小地震であるか大地震であるかを問わず、上下の皿の水平方向の相対変位量が大きくなっていく過程では、滑り支承状態となり、減衰力を効果的に働かせながら上部構造部を免震することができる。

しかも、上下の皿の受け面の傾斜角度が、一方の皿は大きく、もう一方の皿はそれよりも小さく設定され、中間子がストッパーに当接するまでは、傾斜角度の小さい受け面を滑っていき、中間子がストッパーに当接してからは、傾斜角度の大きい受け面を滑っていくようになされているので、中小地震時には相対的に小さな減衰力によって免震が行われやすくすることができ、それでいて、大地震時には、中小地震時よりも大きな減衰力が働いて大きな減衰力で効果的に減衰することができる。

加えて、上下の皿と中間子を用いた免震支承構造であるから、上記のような作用効果を奏する免震支承構造を、簡素な構造で、コスト的に有利に実現することができる。

第１発明において、前記中間子が転動体からなり、該転動体がストッパーに当接して前記一方の皿の受け面の側方側に移動した状態から、上下の皿の水平方向の相対変位量が小さくなっていく復帰過程において、転動体は、上下の皿の受け面を転動して移動するようになされていると共に、転動体が前記一方の皿の受け面の中央部に位置すると、転動体が該一方の皿とともに前記もう一方の皿の受け面を中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされているとよい（第２発明）。

この構造では、中間子が転動体でありながら、上記のように、「転動することなく摺擦して」して減衰力を発揮することができるのみならず、復帰過程では、転動体が前記一方の皿の受け面の中央部に位置するまでは、転動体は、上下の皿の受け面を転動して移動するようになされているので、転動体の転動により、その位置までは容易に復帰させることができ、しかも、転動体が前記一方の皿の受け面の中央部に位置すると、転動体が該一方の皿とともに前記もう一方の皿の受け面を中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動するが、前記もう一方の皿の受け面の傾斜角度は前記一方の受け面よりも小さいため、復帰を容易にすることができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、中小地震であるか大地震であるかを問わず、減衰力を効果的に働かせながら上部構造部を免震することができ、しかも、大地震時には、中小地震時よりも大きな減衰力を働かせることができ、また、任意的な機能として地震後の原点復帰も容易に行うことができ、そして、それらを簡素な構造で実現することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す実施形態の免震支承構造において、１は下皿、２は上皿、３は中間子、転動体としての球体であり、下皿１は、下部構造部としての例えば基礎４に取り付けられるとともに、上皿２は、架台などの上部構造部に取り付けられ、球体３は、上下の皿１，２間に配置され、下皿１に受けられると共に、上皿２を受ける構造となっている。

上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａは円形状をしており、下皿１の受け面１ａの直径ｄ２は、上皿２の受け面２ａの直径ｄ１よりも大きく形成され、各受け面１ａ，２ａは、中央部をくぼませるように円錐状に傾斜しており、下皿１の受け面１ａの傾斜角度ｂは、上皿２の受け面２ａの傾斜角度ａよりも大きく形成され、上皿２の受け面２ａの中央部から側方に離れた外周部には、球体３が一定以上側方への移動を阻止する環状のストッパー６が設けられている。

そして、中小地震時には、図２（イ）〜（ハ）に示すように、上下の皿１，２の水平方向の相対変位量が大きくなっていく過程で、球体３は、上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａの傾斜角度ａ，ｂ（ａ＜ｂ）の作用で、下皿１に対して、その受け面１ａの中央部に保持され、下皿１とともに、上皿２の受け面２ａを側方に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされて、上部構造部５側が免震され、
その地震後は、図２（ニ）（ホ）に示すように、上部構造部５の自重、あるいは、原点復帰工事を行うことにより、球体３が下皿１とともに上皿２の受け面２ａを中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動して、原点復帰するようになされている。

また、大地震時には、図３（イ）（ロ）に示すように、上下の皿１，２の水平方向の相対変位量が大きくなっていく過程で、球体３は、上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａの傾斜角度ａ，ｂ（ａ＜ｂ）の作用で、下皿１に対して、その受け面１ａの中央部に保持され、下皿１とともに、上皿２の受け面２ａを側方に向けて、転動することなく摺擦して移動し、更に、図３（ハ）に示すように、球体３が上皿２のストッパー６に当接すると、今度は、図３（ニ）に示すように、球体３は上皿２のストッパー６によって移動を阻止された状態で、下皿１の受け面１ａを中央部から側方に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされて、上部構造部５側が免震され、
その地震後において、球体３がストッパー６に当接して下皿１の受け面１ａの側方側に位置した図４（イ）に示すような状態になっているときは、上部構造部５の自重、あるいは、原点復帰工事を行うことにより、図４（ロ）に示すように、球体３は、上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａを転動して移動し、図４（ハ）に示すように、球体３が下皿１の受け面１ａの中央部に位置すると、球体３は、図４（ニ）に示すように、下皿１とともに上皿２の受け面２ａをその中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動し、図４（ホ）に示すように、原点復帰するようになされている。

なお、大地震時において、図３（ニ）に示すような状態から、上下の皿１，２の水平方向の相対変位が逆方向に行われていく過程では、球体３は、上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａを転動して移動し、球体３が下皿１の受け面１ａの中央部に位置すると、球体３は、下皿１とともに上皿２の受け面２ａを中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動し、更にその方向に相対変位量を大きくしていき、同様の態様で上部構造部５側の免震が行われるようになされている。

このように、上記の免震支承構造によれば、球体３が、皿の受け面上を、転動することなく摺擦して移動するように構成されているので、中小地震であるか大地震であるかを問わず、上下の皿１，２の水平方向の相対変位量が大きくなっていく過程では、滑り支承状態となり、減衰力を効果的に働かせながら上部構造部５を免震することができる。

しかも、上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａの傾斜角度ａ，ｂが、下皿１は大きく、上皿２はそれよりも小さく形成され、球体３がストッパー６に当接するまでは、傾斜角度の小さい受け面２ａを滑っていき、球体３がストッパー６に当接してからは、傾斜角度の大きい受け面１ａを滑っていくようになされているので、中小地震時には相対的に小さな減衰力によって免震が行われやすくすることができ、それでいて、大地震時には、中小地震時よりも大きな減衰力が働いて大きな減衰力で効果的に減衰することができる。

加えて、復帰過程では、球体３が下皿１の受け面１ａの中央部に位置するまでは、球体３は、上下の皿１，２の受け面１ａ，２ａを転動して移動するようになされているので、球体３の転動により、その位置までは容易に復帰させることができ、しかも、球体３が下皿１の受け面１ａの中央部に位置すると、球体３が該下皿１とともに上皿２の受け面２ａをその中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動するが、上皿２の受け面２ａの傾斜角度ａは下皿１の受け面１ａの傾斜角度ｂよりも小さいため、復帰を容易にすることができる。

しかも、上下の皿１，２と球体３を用いた免震支承構造であるから、上記のような作用効果を奏する免震支承構造を、簡素な構造で、コスト的に有利に実現することができる。

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、転動体が球体で、上下の皿の受け面が円錐状をしている場合を示したが、転動体が円柱体で、上下の皿の受け面がＶ形の平面的な斜面をしていてもよい。また、第１発明では、転動体に限らず、非転動体からなる中間子が用いられてもよい。

また、上記の実施形態では、下皿１の受け面１ａの傾斜角度ｂを上皿２の受け面２ａの傾斜角度ａよりも大きくした場合を示したが、上皿の受け面の傾斜角度を下皿の受け面の傾斜角度よりも大きくした構造の免震支承構造に構成されていてもよい。

実施形態の免震支承構造を示すもので、図（イ）は断面正面図、図（ロ）は上下の皿と球体を分離状態にした断面正面図である。図（イ）〜図（ハ）は中小地震時の免震の過程を示す断面正面図、図（ニ）及び図（ホ）はその地震後の原点復帰の過程を示す断面側面図である。図（イ）〜図（ニ）は大地震時の免震の過程を示す断面側面図である。図（イ）〜図（ホ）は大地震後の原点復帰の過程を示す断面側面図である。

符号の説明

１…下皿（一方の皿）
１ａ…受け面
２…上皿（もう一方の皿）
２ａ…受け面
３…球体（転動体，中間子）
４…基礎（下部構造部）
５…上部構造部
６…ストッパー

Claims

下部構造部側に取り付けられる下皿と、上部構造部側に取り付けられる上皿と、これら上下の皿間に配置され、下皿に受けられると共に、上皿を受ける球体とが備えられた免震支承構造において、
前記上下の皿の各受け面が、中央部をくぼませるように円錐状に傾斜していて、前記球体は、各皿の円錐状受け面の中央部に保持されており、一方の皿の受け面の傾斜角度がもう一方の皿の受け面の傾斜角度よりも大きく形成されていると共に、前記もう一方の皿の側方部には、球体の一定以上側方への移動を阻止するストッパーが設けられ、
上下の皿の水平方向の相対変位量が大きくなっていく過程で、前記球体は、前記一方の皿の受け面の傾斜角度がもう一方の皿の受け面の傾斜角度よりも大きく設定されていることによる作用で、前記一方の皿の受け面の中央部に保持され、該一方の皿とともに、前記もう一方の皿の受け面を側方に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされていると共に、球体がストッパーに当接すると、前記もう一方の皿とともに前記一方の皿の受け面を側方に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされていることを特徴とする免震支承構造。
前記球体がストッパーに当接して前記一方の皿の受け面の側方側に移動した状態から、上下の皿の水平方向の相対変位量が小さくなっていく復帰過程において、球体は、上下の皿の受け面を転動して移動するようになされていると共に、球体が前記一方の皿の受け面の中央部に位置すると、球体が該一方の皿とともに前記もう一方の皿の受け面を中央部に向けて、転動することなく摺擦して移動するようになされている請求項１に記載の免震支承構造。