JP5122578B2 - 免震装置及び免震構造物 - Google Patents
免震装置及び免震構造物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5122578B2 JP5122578B2 JP2009538188A JP2009538188A JP5122578B2 JP 5122578 B2 JP5122578 B2 JP 5122578B2 JP 2009538188 A JP2009538188 A JP 2009538188A JP 2009538188 A JP2009538188 A JP 2009538188A JP 5122578 B2 JP5122578 B2 JP 5122578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- seismic isolation
- moving body
- magnitude
- isolation device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
- F16F15/027—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means comprising control arrangements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
- E04H9/0235—Anti-seismic devices with hydraulic or pneumatic damping
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
- E04H9/0215—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings involving active or passive dynamic mass damping systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、戸建住宅等の軽量構造物用、又は機器、展示台用の免震装置、及び該免震装置を備えた免震構造物に関し、特に、建築物等の上部構造体と、基礎等の下部構造体との間に介装され、地震、交通振動等による下部構造体の振動の上部構造体への伝達を低減し、上部構造体の倒壊、又は該上部構造体上に載置される展示物等の破損等を防止する免震装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物等の上部構造体と、基礎等の下部構造体との間に介装され、上部構造体の揺れを低減する免震装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この免震装置は、上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、上沓と下沓との間に摺動自在に配置され、凸球面状上表面及び凸球面状下表面を有する摺動体とを備える。
【０００３】
上記特許文献１の免震装置においては、地震により下部構造体に水平振動（変位）が生じた際に、摺動体が摺動することによって、下部構造体の水平振動が上部構造物にそのまま伝達するのを阻止することができ、上部構造体の揺れを低減することが可能である。この免震装置では、免震装置が支持する荷重に拘わらず、振り子の原理から上部構造体の固有周期を長周期化することができ、併せて、上沓及び下沓と、摺動体との接触面に生じる摩擦抵抗力により、振動エネルギの減衰作用を得ることが可能である。
【０００４】
また、気体圧によって上部構造体を浮上させる免震装置として、特許文献２には、上部構造体の下面にスカート状のシール部材を付設し、その先端を下部構造体に設けた溝内に垂下させることによって、上部構造体の下方空間を密閉し、該密閉空間内に浮上用気体を導入して上部構造体を浮上させることにより、地震の震動が上部構造体に伝達するのを阻止する免震装置が記載されている。さらに、この種の免震装置として、特許文献３には、空気供給装置が収容された収容箱の上に、展示物を載置する載置テーブルを配置するとともに、収容箱と載置テーブルとの間に、複数の空気吹出孔を正方形状に設けた空気パッドを配置し、空気吹出孔から空気を噴出させて載置テーブルを浮上させることにより、地震の発生時に載置テーブルが振動するのを防止した免震装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２５８６７９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４５８８５号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０８１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の免震装置においては、摺動体、上部構造体及び下部構造体の材料、並びに支持する荷重によって、摺動面の摩擦係数が一意に決定されるため、免震特性の調整幅が狭いという問題があった。このため、低い摩擦力や高い摩擦力が必要な場合には、摺動面の材料を変更せざるを得ず、また、摺動面の材料の変更に際しては、摺動開始時に生じる虞のある静摩擦係数による過大な抵抗力の発生について十分配慮する必要があり、材料の選択に困難性を伴うものとなっていた。
【０００７】
一方、特許文献２及び３に記載の免震装置においては、地震の振動を遮断する点で大きな効果を期待できるものの、効果的に空気圧を使用するには、精密なシール技術が要求され、上部構造物が浮上する際は摩擦がゼロになるため、下部構造体との施工精度をよほど厳密に行わなければ、上部構造物の浮上時の位置が安定せず、また、地震の揺れが収まった後の上部構造体を原点復帰させるための装置も必要であり、設備的に大掛かりとなってコストが増大するという問題があった。さらに、特許文献２及び３に記載の免震装置では、空気供給装置に故障が生じたり、停電等で停止すると、免震機構そのものが全く作動しなくなるという欠点もある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つ免震装置等を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００９］
上記目的を達成するため、本発明は、免震装置であって、上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、前記上沓と前記下沓との間に移動自在に配置される移動体とを備え、該移動体は、前記上沓の凹球面状下表面に対向する凸球面状上表面を有するとともに、前記下沓の凹球面状上表面に対向する凸球面状下表面を有し、該凸球面状上表面又は／及び凸球面状下表面に複数の空気吹出孔を備え、該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出しの有無、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記上沓との間、及び該移動体と前記下沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする。
［００１０］
そして、本発明によれば、地震時等に下部構造体が水平振動（変位）すると、移動体が、上沓の凹球面状下表面と下沓の凹球面状上表面との間で荷重を支持しながら、上沓の凹球面状下表面及び下沓の凹球面状上表面に沿って移動するため、下部構造体の水平振動が上部構造体にそのまま伝達されるのを阻止できるとともに、免震装置が支持する荷重に拘わらず、振り子の原理から上部構造体の固有周期を長周期化することができ、上部構造体への加速度を低減することが可能になる。
［００１１］
また、本発明によれば、空気吹出孔から空気を噴出させることにより、移動体の表面に空気層を形成し、又は空気圧によって免震装置が支持する上部構造体の荷重を低減するため、摩擦力が生じない状態又は摩擦力が小さい状態で移動体を移動させることができる。その一方で、空気吹出孔からの空気の噴出を停止して、移動体を上沓の凹球面状下表面及び下沓の凹球面状上表面に接触させることにより、移動体、上沓及び下沓の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で移動体を摺動させることができる。従って、移動体等の材料を変更せずとも、摩擦力を変更することができ、適宜好適な摩擦力を得て、優れた振動エネルギ吸収能力を確保することが可能となる。
［００１２］
さらに、本発明によれば、地震等が沈静化した後、外力を受けて移動した移動体は、上沓の凹球面状下表面及び下沓の凹球面状上表面の傾斜に沿って、逆方向に向けて緩やかに移動し、最終的には中央に戻ってくるため、別途原点復帰装置を設けずとも、移動体を原点復帰させることができ、復元特性を確保することも可能になる。
［００１３］
また、本発明は、免震装置であって、上部構造体に固定される上沓と、下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、該下沓の上に移動自在に配置された移動体と、該移動体と前記上沓との間に配置され、上端が前記上沓に枢着されるとともに、下端が前記移動体に固定される柱状接合部とを備え、前記移動体は、前記下沓の凹球面状上表面に対向する凸球面状下表面を有するとともに、該凸球面状下表面に複数の空気吹出孔を備え、該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出しの有無、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記下沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つことが可能となる。
［００１４］
さらに、本発明は、免震装置であって、上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、下部構造体に固定される下沓と、該上沓の下に移動自在に配置された移動体と、該移動体と前記下沓との間に配置され、上端が前記移動体に固定されるとともに、下端が前記下沓に枢着される柱状接合部とを備え、前記移動体は、前記上沓の凹球面状下表面に対向する凸球面状上表面を有するとともに、該凸球面状上表面に複数の空気吹出孔を備え、該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出し、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記上沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つことが可能となる。
［００１５］
前記免震装置において、前記移動体に空気を供給する空気供給手段を備え、該空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさに応じて、前記移動体への空気供給を制御するように構成することができる。この構成によれば、外力の大きさなどに適した摩擦力を適宜得ることができ、優れた振動エネルギ吸収能力を確保することが可能となる。
［００１６］
前記免震装置において、前記空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、前記移動体に空気を供給し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、前記移動体への空気の供給を停止するか、又は前記移動体から空気を吸引するように構成することができる。
［００１７］
上記構成によれば、比較的振動が小さく、前記下部構造体に加えられる外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満の場合には、移動体の表面に空気層を形成し、又は空気圧によって免震装置が支持する上部構造体の荷重を低減するため、摩擦力が生じない状態又は摩擦力が小さい状態で摺動できる上に、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができ、その一方で、比較的振動が大きく、前記下部構造体に加えられる外力の大きさ又は上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上の場合には、長周期化による加速度低減に加え、摺動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰が付与されるため、振動エネルギの吸収能力を向上させることができ、大きな地震等の際の安全性を確保することが可能になる。また、移動体から空気を吸引することにより、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用して振動エネルギを減衰させることができるため、より高い減衰能力を得ることが可能となる。このため、例えば、空気の供給、供給の停止及び空気の吸引を使い分けることにより、少なくとも３段階の免震特性を単一の免震装置で得ることが可能となる。尚、前記所定値としての外力の大きさは、適宜、加速度、速度又は変位を使用することができる。
［００１８］
前記免震装置において、前記空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、前記移動体への空気の供給を停止するか、又は前記移動体から空気を吸引し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、前記移動体に空気を供給するように構成することができる。
［００１９］
上記構成によれば、所定値未満の比較的小さい振動領域においては、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力又は空気の吸引による吸着力が加わった摩擦力の大きさに相当する外力が入力されるまでの間は、上部構造体を不動に確保でき、一方、振動が大きく、下部構造体に加えられる外力の大きさ又は上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上の場合には、上部構造体の固有周期を長周期化させたまま抵抗力が小さい状態で変位吸収することが可能となるため、トリガー装置的な使用が可能となる。
【００２０】
前記免震装置において、前記凸球面状上表面が、前記凹球面状下表面と同一の曲率を有し、前記凸球面状下表面が、前記凹球面状上表面と同一の曲率を有するように構成することができる。この構成によれば、移動体を、上沓及び下沓と一定の距離をもって浮上させたり、面接触させることができ、より安定的に上部構造体を支持することが可能になる。
【００２１】
前記免震装置において、前記移動体の空気吹出孔を、自成絞り形状又はオリフィス形状にすることができ、空気吹出孔を空気吸引孔として兼用してもよく、別途、空気吸引孔を設けることもできる。
【００２２】
前記免震装置において、前記移動体の少なくとも上下いずれか一方の表面を、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成することができる。このポリフェニレンスルフィド樹脂等は、優れた摺動特性を有するため、安定した荷重支持と摺動特性の両立を図ることが可能になる。また、例えば、空気供給装置に何らかの不具合が生じても、良好な摺動特性を確保することができるため、上部構造体に対して過大な負荷が作用するのを防止でき、フェールセーフ機能を併せ持つことが可能になる。また、移動体の上下表面に摺動特性のよい潤滑膜、例えば、二硫化モリブデン、ＤＬＣを施す場合には、移動体を金属材料で形成することもできる。
【００２３】
前記免震装置において、前記空気吹出孔を、平面視円孔に形成することができ、前記複数の空気吹出孔を、同一円周上又は同心図形状に配置することもできる。さらに、吸着力は、吸引力と吸着面積の積により定まるため、前記複数の空気吹出孔を、前記凸球面状上表面又は／及び凸球面状下表面に形成された溝部の底面に穿設し、空気吸引孔として兼用してもよい。
【００２４】
また、本発明は、免震構造物であって、前記免震装置を少なくとも３以上配置したことを特徴とする。本発明によれば、上部構造体の倒壊、又は該上部構造体上に載置される展示物等の破損等を好適に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つ免震装置等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明にかかる免震装置の第１の実施の形態を示し、この免震装置１は、戸建住宅の基礎等の下部構造体２と、下部構造体２に対して免震装置１を介して水平方向Ｈに移動可能な戸建住宅等の上部構造体３との間に介装される。
【００２８】
免震装置１は、上部構造体３に固定され、下方に開口する凹球面状下表面１１ａを有する上沓１１と、下部構造体２に固定され、上方に開口する凹球面状上表面１２ａを有する下沓１２と、上沓１１と下沓１２との間に移動自在に配置される移動体１３とを備える。上沓１１は、ボルト１４、１５によって上部構造体３に固定され、下沓１２は、ボルト１６、１７によって下部構造体２に固定される。
【００２９】
移動体１３は、上沓１１の凹球面状下表面１１ａに対向する凸球面状上表面１３ａと、下沓１２の凹球面状上表面１２ａに対向する凸球面状下表面１３ｂを有し、凸球面状上表面１３ａ及び凸球面状下表面１３ｂに複数の空気吹出孔１３ｃを備える。摺動体１３の凸球面状上表面１３ａは、上沓１１の凹球面状下表面１１ａと同一の曲率を有し、移動体１３の凸球面状下表面１３ｂは、下沓１２の凹球面状上表面１２ａと同一の曲率を有する。
【００３０】
図２に示すように、移動体１３は、全体的に厚肉の略々円盤状に形成され、空気供給用のフレキシブルホース１８を接続するための接続金具１９と、接続金具１９を介して取り入れた空気を空気吹出孔１３ｃに導くための空気通路１３ｄが穿設される。空気吹出孔１３ｃは、図２（ａ）に明示されるように、平面視円孔に形成されるとともに、複数の空気吹出孔１３ｃが、同一円周上に配置される。尚、複数の空気吹出孔１３ｃを同心図形状に配置してもよい。
【００３１】
移動体１３の上下表面又は全体は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂にガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成される。
【００３２】
図１に示すように、移動体１３に空気を供給するため、エアポンプ２０が設けられ、フレキシブルホース１８、接続金具１９を介して空気が移動体１３に導入される。尚、エアポンプ２０は、移動体１３から接続金具１９及びフレキシブルホース１８を介して空気を吸引する真空ポンプとしても機能する。
【００３３】
空気吹出孔は、図１及び図２に示したような軸線方向に同一内径を有する円孔形状以外にも、図３に示すように、空気通路２３ａの吹出孔２３ｂ近傍が絞られた自成絞り形状としてもよく、図４に示すように、空気通路３３ａの先端部３３ｂの径よりも幅広の空気吹出溝３３ｃを有する、いわゆるオリフィス形状とすることもできる。空気吹出孔の配置は、移動体の直径をφＤとし、空気吹出孔の円周上の位置をφＤｉとすると、φＤｉ＝（０．６〜０．７）ｘφＤとすることが望ましい。
【００３４】
次に、上記構成を有する免震装置１の動作について、図１、図２及び図５を参照しながら説明する。尚、図５は、免震装置１の水平抵抗力と水平変位量（上部構造体３と下部構造体２の相対変位）の関係を示す履歴曲線であって、（ａ）は、移動体１３に空気を供給した場合、（ｂ）は、移動体１３に空気を供給せず、移動体１３から空気を吸引しない場合、（ｃ）は、移動体１３から空気を吸引した場合を示す。（ａ）の移動体１３へ空気を供給した場合には、摩擦力が生じない状態で移動体１３を移動させることができるため、水平力抵抗力が小さい状態で相対変位を生じ、（ｂ）の移動体１３に空気を供給せず、移動体１３から空気を吸引しない場合には、移動体１３と上沓１１及び下沓１２間に空気が介在しないため、同じ相対変位を生じた際には、より大きな水平抵抗力が得られ、（ｃ）の移動体１３から空気を吸引した場合には、移動体１３と上沓１１及び下沓１２間にさらに吸着力が働くため、同じ相対変位を生じた際には、さらに大きな水平抵抗力を得ることができる。
【００３５】
以下の説明では、まず、免震装置１において、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ２０から移動体１３に空気を供給し、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、エアポンプ２０の運転を停止して、移動体１３への空気の供給を停止する動作について説明する。この動作によって、比較的振動が小さく、加えられる外力が所定値より小さい場合には、低い水平抵抗力で免震装置１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができ、一方、振動が大きく、外力が所定値より大きい場合には、長周期化による加速度低減に加え、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、大きな地震等の際の安全性を確保することが可能になる。
【００３６】
常時は、エアポンプ２０から、フレキシブルホース１８、接続金具１９を介して移動体１３に空気を供給する。接続金具１９から移動体１３に供給された空気は、空気通路１３ｄを介して空気吹出孔１３ｃから凹球面状下表面１１ａ及び凹球面状上表面１２ａに向けて噴出する。これにより、移動体１３の凸球面状下表面１３ｂと下沓１２の凹球面状上表面１２ａとの間、及び移動体１３の凸球面状上表面１３ａと上沓１１の凹球面状下表面１１ａとの間とに空気層が形成されるため、図５（ａ）に示すように、摩擦力が生じない状態で移動体１３を移動させることができ、換言すると、小さな水平抵抗力で免震装置１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができる。この状態は、下部構造体２に加えられる外力の大きさが所定値未満の際には継続して維持される。
【００３７】
一方、所定値以上の外力が加わる大きな地震等の際には、エアポンプ２０の運転を停止し、移動体１３への空気の供給を停止する。これにより、移動体１３の凸球面状下表面１３ｂと下沓１２の凹球面状上表面１２ａ、及び移動体１３の凸球面状上表面１３ａと上沓１１の凹球面状下表面１１ａとが直接当接し、移動体１３が摺動する。これにより、図５（ｂ）に示すように、長周期化による加速度の低減に加え、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、安全性を確保することが可能になる。
【００３８】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値以上になった場合に、エアポンプ２０の運転を停止したが、この際、エアポンプ２０を真空ポンプとして機能させ、移動体１３から空気を吸引することもできる。その場合には、図５（ｃ）に示すように、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用して振動エネルギを減衰させることができ、より高い減衰能力を得ることが可能となる。
【００３９】
次に、免震装置１において、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ２０を停止して移動体１３への空気の供給を停止し、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値以上になったときに、エアポンプ２０を運転して、移動体１３に空気を供給する動作について説明する。この動作によって、所定値未満の比較的小さい振動領域においては、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力の大きさに相当する外力が入力されるまでの間は、上部構造体３を不動に確保でき、一方、振動が大きく、外力の大きさが所定値以上となった場合には、上部構造体３の固有周期を長周期化させたまま抵抗力が小さい状態で変位吸収し、トリガー装置的に機能させることができる。
【００４０】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ２０の運転を停止したが、この際、エアポンプ２０を真空ポンプとして機能させ、移動体１３から空気を吸引することもできる。その場合には、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加え、吸着力を利用してより大きな力で上部構造体３を不動に確保することができる。
【００４１】
また、図３に示した自成絞り形状の空気吹出孔を用いた場合も、上記と同様の動作となるが、図４のように、空気吹出溝３３ｃを有するオリフィス形状とした場合には、摺動体表面の全域にわたって均等に空気を供給したり、空気を吸引することができ、より安定した摺動体の動作を確保することができる。尚、吸着力は、吸引力と吸着面積の積により決定されるため、吸着力を上げるため、吸引溝をさらに設けてもよい。
【００４２】
次に、上記免震装置１を適用した免震構造物について図６を参照しながら説明する。
【００４３】
この免震構造物３５は、基礎３６と、戸建住宅３７との間に免震装置１が３以上介装され、各免震装置１は、戸建住宅３７の荷重を基礎３６に伝達するとともに、基礎３６と戸建住宅３７との間で水平方向の相対変位を許容する。そして、地震時等に基礎３６が水平変位すると、免震装置１が上述のように機能するため、基礎３６の水平振動が戸建住宅３７にそのまま伝達されるのを阻止できるとともに、戸建住宅３７の固有周期を長周期化することができ、戸建住宅３７への加速度を低減することなどが可能になる。
【００４４】
次に、本発明にかかる免震装置の第２の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。尚、この免震装置４１も、戸建住宅の基礎等の下部構造体４２と、下部構造体４２に対して免震装置４１を介して水平方向Ｈに移動可能な戸建住宅等の上部構造体４３との間に介装される。
【００４５】
免震装置４１は、上部構造体４３に固定された上沓５１と、下部構造体４２に固定され、上方に開口する凹球面状上表面５２ａを有する下沓５２と、上沓５１と下沓５２との間に移動自在に配置される移動体５３と、移動体５３と上沓５１との間に配置され、球状部４４ａが保持部材４５、４６を介して上沓５１に枢着されるとともに、胴部４４ｂの下端が移動体５３に固定される柱状接合部４４とを備える。上沓５１は、ボルト５４、５５によって上部構造体４３に固定され、下沓５２は、ボルト５６、５７によって下部構造体４２に固定される。
【００４６】
移動体５３は、上面５３ｂが平面状で、下部に凸状曲面を有し、全体的に厚肉の略々円盤状に形成される。上面５３ｂには、柱状接合部４４の下端が固定されるとともに、下沓５２の凹球面状上表面５２ａに対向する凸球面状下表面５３ａが設けられ、凸球面状下表面５３ａに複数の空気吹出孔５３ｃを備える。移動体５３の凸球面状下表面５３ａは、下沓５２の凹球面状上表面５２ａと同一の曲率を有する。
【００４７】
移動体５３には、空気供給用のフレキシブルホース５８を接続するための接続金具５９と、接続金具５９を介して取り入れた空気を空気吹出孔５３ｃに導くための空気通路５３ｄが穿設される。空気吹出孔５３ｃは、図示を省略するが、図２に示した移動体１３と同様に、平面視円孔に形成されるとともに、複数の空気吹出孔５３ｃが、同一円周上に配置される。
【００４８】
移動体５３の下表面又は全体は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂にガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成される。また、下表面に摺動特性のよい潤滑剤、例えば、二硫化モリブデン、ＤＬＣを施す場合には、移動体を金属材料で形成することもできる。
【００４９】
移動体５３に空気を供給するため、エアポンプ６０が設けられ、フレキシブルホース５８、接続金具５９を介して空気が移動体５３に導入される。尚、エアポンプ６０は、移動体５３から接続金具５９及びフレキシブルホース５８を介して空気を吸引する真空ポンプとしても機能する。
【００５０】
柱状接合部４４は、上部が球状部４４ａとして、下部が円錐台状及び円柱状の胴部４４ｂとして形成され、上述のように、球状部４４ａが保持部材４５、４６を介して上沓５１に枢着され、胴部４４ｂの下端が移動体５３に固定される。これによって、柱状接合部４４は移動体５３とともに移動可能であるとともに、上沓５１と回動可能に接続される。
【００５１】
次に、上記構成を有する免震装置４１の動作について、図７を参照しながら説明する。
【００５２】
以下の説明においても、第１の実施の形態の場合と同様に、まず、免震装置４１において、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ６０から移動体５３に空気を供給し、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、エアポンプ６０の運転を停止して、移動体５３への空気の供給を停止する動作について説明する。この動作によって、比較的振動が小さく、加えられる外力が所定値より小さい場合には、低い水平抵抗力で免震装置４１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができ、一方、振動が大きく、外力が所定値より大きい場合には、長周期化による加速度低減に加え、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、大きな地震等の際の安全性を確保することが可能になる。
【００５３】
常時は、エアポンプ６０から、フレキシブルホース５８、接続金具５９を介して移動体５３に空気を供給する。接続金具５９から移動体５３に供給された空気は、空気通路５３ｄを介して空気吹出孔５３ｃから凹球面状上表面５２ａに向けて噴出する。これにより、移動体５３の凸球面状下表面５３ａと下沓５２の凹球面状上表面５２ａとの間に空気層が形成されるため、保持部材４５、４６に対して柱状接合部４４の球状部４４ａを回動させながら、摩擦力が生じない状態で移動体５３を移動させることができ、換言すると、小さな水平抵抗力で免震装置４１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができる。この状態は、下部構造体４２に加えられる外力の大きさが所定値未満の際には継続して維持される。
【００５４】
一方、大きな地震等の際には、エアポンプ６０の運転を停止し、移動体５３への空気の供給を停止する。これにより、移動体５３の凸球面状下表面５３ａと下沓５２の凹球面状上表面５２ａとが直接当接し、保持部材４５、４６に対して柱状接合部４４の球状部４４ａを回動させながら、下沓５２の凹球面状上表面５２ａを移動体５３が凸球面状下表面５３ａを介して摺動する。その結果、長周期化による加速度の低減に加え、移動体５３及び下沓５２の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、安全性を確保することが可能になる。
【００５５】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値以上になった場合に、エアポンプ６０の運転を停止したが、この際、エアポンプ６０を真空ポンプとして機能させ、移動体５３から空気を吸引することもできる。その場合には、移動体５３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用して振動エネルギを減衰させることができ、より高い減衰能力を得ることが可能となる。
【００５６】
次に、免震装置４１において、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ６０を停止して移動体５３への空気の供給を停止し、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値以上になったときに、エアポンプ６０を運転して、移動体５３に空気を供給する動作について説明する。この動作によって、所定値未満の比較的小さい振動領域においては、移動体５３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力の大きさに相当する外力が入力されるまでの間は、上部構造体４３を不動に確保でき、一方、振動が大きく、外力の大きさが所定値以上となった場合には、上部構造体４３の固有周期を長周期化させたまま抵抗力が小さい状態で変位吸収し、トリガー装置的に機能させることができる。
【００５７】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ６０の運転を停止したが、この際、エアポンプ６０を真空ポンプとして機能させ、移動体５３から空気を吸引することもできる。その場合には、移動体５３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用してより大きな力で上部構造体４３を不動に確保することができる。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、移動体５３の上面に柱状接合部４４を固定し、凸球面状下表面５３ａを介して下沓５２の凹球面状上表面５２ａ上を移動体５３が移動する場合について説明したが、図７において上下関係を逆にし、移動体の下面に柱状接合部を固定し、凸球面状上表面を介して上沓の凹球面状下表面上を移動体が移動するように構成することもできる。さらに、図７において免震装置４１は、球状部４４ａを保持部４５、４６を介して上沓５１に枢着し、胴部４４ｂを移動体５３に固定したが、球状部４４ａを保持部４５、４６を介して移動体５３に枢着し、胴部４４ｂを上沓５１に固定してもよい。
【００５９】
上記図７に示した免震装置４１についても、免震装置１に代えて、図６に示した免震構造物３５に適用することができ、免震装置１を用いた場合と同様に機能する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明にかかる免震装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の免震装置の移動体を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は一部破断断面図（（ａ）のＡ−Ａ線断面）である。
【図３】本発明にかかる免震装置の移動体に形成された空気吹出孔の他の例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図４】本発明にかかる免震装置の移動体に形成された空気吹出孔の他の例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一部破断斜視図である。
【図５】本発明にかかる免震装置の水平抵抗力と水平変位量（上部構造体３と下部構造体２の相対変位）の関係を示す履歴曲線であって、（ａ）は空気供給時、（ｂ）は空気供給及び吸引がない状態、（ｃ）は空気吸引時を示す。
【図６】本発明にかかる免震装置を用いた免震構造物を示す概略図である。
【図７】本発明にかかる免震装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 免震装置
２ 下部構造体
３ 上部構造体
１１ 上沓
１１ａ 凹球面状下表面
１２ 下沓
１２ａ 凹球面状上表面
１３ 移動体
１３ａ 凸球面状上表面
１３ｂ 凸球面状下表面
１３ｃ 空気吹出孔
１３ｄ 空気通路
１４〜１７ ボルト
１８ フレキシブルホース
１９ 接続金具
２０ エアポンプ
２３ａ 空気通路
２３ｂ 吹出孔
３３ａ 空気通路
３３ｂ 先端部
３３ｃ 空気吹出溝
３５ 免震構造物
３６ 基礎
３７ 戸建住宅
４１ 免震装置
４２ 下部構造体
４３ 上部構造体
４４ 柱状接合部
４４ａ 球状部
４４ｂ 胴部
４５ 保持部材
４６ 保持部材
５１ 上沓
５２ 下沓
５２ａ 凹球面状上表面
５３ 移動体
５３ａ 凸球面状下表面
５３ｂ 上面
５３ｃ 空気吹出孔
５３ｄ 空気通路
５４〜５７ ボルト
５８ フレキシブルホース
５９ 接続金具
６０ エアポンプ
【０００１】
本発明は、戸建住宅等の軽量構造物用、又は機器、展示台用の免震装置、及び該免震装置を備えた免震構造物に関し、特に、建築物等の上部構造体と、基礎等の下部構造体との間に介装され、地震、交通振動等による下部構造体の振動の上部構造体への伝達を低減し、上部構造体の倒壊、又は該上部構造体上に載置される展示物等の破損等を防止する免震装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物等の上部構造体と、基礎等の下部構造体との間に介装され、上部構造体の揺れを低減する免震装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この免震装置は、上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、上沓と下沓との間に摺動自在に配置され、凸球面状上表面及び凸球面状下表面を有する摺動体とを備える。
【０００３】
上記特許文献１の免震装置においては、地震により下部構造体に水平振動（変位）が生じた際に、摺動体が摺動することによって、下部構造体の水平振動が上部構造物にそのまま伝達するのを阻止することができ、上部構造体の揺れを低減することが可能である。この免震装置では、免震装置が支持する荷重に拘わらず、振り子の原理から上部構造体の固有周期を長周期化することができ、併せて、上沓及び下沓と、摺動体との接触面に生じる摩擦抵抗力により、振動エネルギの減衰作用を得ることが可能である。
【０００４】
また、気体圧によって上部構造体を浮上させる免震装置として、特許文献２には、上部構造体の下面にスカート状のシール部材を付設し、その先端を下部構造体に設けた溝内に垂下させることによって、上部構造体の下方空間を密閉し、該密閉空間内に浮上用気体を導入して上部構造体を浮上させることにより、地震の震動が上部構造体に伝達するのを阻止する免震装置が記載されている。さらに、この種の免震装置として、特許文献３には、空気供給装置が収容された収容箱の上に、展示物を載置する載置テーブルを配置するとともに、収容箱と載置テーブルとの間に、複数の空気吹出孔を正方形状に設けた空気パッドを配置し、空気吹出孔から空気を噴出させて載置テーブルを浮上させることにより、地震の発生時に載置テーブルが振動するのを防止した免震装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２５８６７９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４５８８５号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０８１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の免震装置においては、摺動体、上部構造体及び下部構造体の材料、並びに支持する荷重によって、摺動面の摩擦係数が一意に決定されるため、免震特性の調整幅が狭いという問題があった。このため、低い摩擦力や高い摩擦力が必要な場合には、摺動面の材料を変更せざるを得ず、また、摺動面の材料の変更に際しては、摺動開始時に生じる虞のある静摩擦係数による過大な抵抗力の発生について十分配慮する必要があり、材料の選択に困難性を伴うものとなっていた。
【０００７】
一方、特許文献２及び３に記載の免震装置においては、地震の振動を遮断する点で大きな効果を期待できるものの、効果的に空気圧を使用するには、精密なシール技術が要求され、上部構造物が浮上する際は摩擦がゼロになるため、下部構造体との施工精度をよほど厳密に行わなければ、上部構造物の浮上時の位置が安定せず、また、地震の揺れが収まった後の上部構造体を原点復帰させるための装置も必要であり、設備的に大掛かりとなってコストが増大するという問題があった。さらに、特許文献２及び３に記載の免震装置では、空気供給装置に故障が生じたり、停電等で停止すると、免震機構そのものが全く作動しなくなるという欠点もある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つ免震装置等を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００９］
上記目的を達成するため、本発明は、免震装置であって、上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、前記上沓と前記下沓との間に移動自在に配置される移動体とを備え、該移動体は、前記上沓の凹球面状下表面に対向する凸球面状上表面を有するとともに、前記下沓の凹球面状上表面に対向する凸球面状下表面を有し、該凸球面状上表面又は／及び凸球面状下表面に複数の空気吹出孔を備え、該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出しの有無、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記上沓との間、及び該移動体と前記下沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする。
［００１０］
そして、本発明によれば、地震時等に下部構造体が水平振動（変位）すると、移動体が、上沓の凹球面状下表面と下沓の凹球面状上表面との間で荷重を支持しながら、上沓の凹球面状下表面及び下沓の凹球面状上表面に沿って移動するため、下部構造体の水平振動が上部構造体にそのまま伝達されるのを阻止できるとともに、免震装置が支持する荷重に拘わらず、振り子の原理から上部構造体の固有周期を長周期化することができ、上部構造体への加速度を低減することが可能になる。
［００１１］
また、本発明によれば、空気吹出孔から空気を噴出させることにより、移動体の表面に空気層を形成し、又は空気圧によって免震装置が支持する上部構造体の荷重を低減するため、摩擦力が生じない状態又は摩擦力が小さい状態で移動体を移動させることができる。その一方で、空気吹出孔からの空気の噴出を停止して、移動体を上沓の凹球面状下表面及び下沓の凹球面状上表面に接触させることにより、移動体、上沓及び下沓の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で移動体を摺動させることができる。従って、移動体等の材料を変更せずとも、摩擦力を変更することができ、適宜好適な摩擦力を得て、優れた振動エネルギ吸収能力を確保することが可能となる。
［００１２］
さらに、本発明によれば、地震等が沈静化した後、外力を受けて移動した移動体は、上沓の凹球面状下表面及び下沓の凹球面状上表面の傾斜に沿って、逆方向に向けて緩やかに移動し、最終的には中央に戻ってくるため、別途原点復帰装置を設けずとも、移動体を原点復帰させることができ、復元特性を確保することも可能になる。
［００１３］
また、本発明は、免震装置であって、上部構造体に固定される上沓と、下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、該下沓の上に移動自在に配置された移動体と、該移動体と前記上沓との間に配置され、上端が前記上沓に枢着されるとともに、下端が前記移動体に固定される柱状接合部とを備え、前記移動体は、前記下沓の凹球面状上表面に対向する凸球面状下表面を有するとともに、該凸球面状下表面に複数の空気吹出孔を備え、該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出しの有無、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記下沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つことが可能となる。
［００１４］
さらに、本発明は、免震装置であって、上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、下部構造体に固定される下沓と、該上沓の下に移動自在に配置された移動体と、該移動体と前記下沓との間に配置され、上端が前記移動体に固定されるとともに、下端が前記下沓に枢着される柱状接合部とを備え、前記移動体は、前記上沓の凹球面状下表面に対向する凸球面状上表面を有するとともに、該凸球面状上表面に複数の空気吹出孔を備え、該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出し、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記上沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つことが可能となる。
［００１５］
前記免震装置において、前記移動体に空気を供給する空気供給手段を備え、該空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさに応じて、前記移動体への空気供給を制御するように構成することができる。この構成によれば、外力の大きさなどに適した摩擦力を適宜得ることができ、優れた振動エネルギ吸収能力を確保することが可能となる。
［００１６］
前記免震装置において、前記空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、前記移動体に空気を供給し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、前記移動体への空気の供給を停止するか、又は前記移動体から空気を吸引するように構成することができる。
［００１７］
上記構成によれば、比較的振動が小さく、前記下部構造体に加えられる外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満の場合には、移動体の表面に空気層を形成し、又は空気圧によって免震装置が支持する上部構造体の荷重を低減するため、摩擦力が生じない状態又は摩擦力が小さい状態で摺動できる上に、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができ、その一方で、比較的振動が大きく、前記下部構造体に加えられる外力の大きさ又は上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上の場合には、長周期化による加速度低減に加え、摺動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰が付与されるため、振動エネルギの吸収能力を向上させることができ、大きな地震等の際の安全性を確保することが可能になる。また、移動体から空気を吸引することにより、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用して振動エネルギを減衰させることができるため、より高い減衰能力を得ることが可能となる。このため、例えば、空気の供給、供給の停止及び空気の吸引を使い分けることにより、少なくとも３段階の免震特性を単一の免震装置で得ることが可能となる。尚、前記所定値としての外力の大きさは、適宜、加速度、速度又は変位を使用することができる。
［００１８］
前記免震装置において、前記空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、前記移動体への空気の供給を停止するか、又は前記移動体から空気を吸引し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、前記移動体に空気を供給するように構成することができる。
［００１９］
上記構成によれば、所定値未満の比較的小さい振動領域においては、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力又は空気の吸引による吸着力が加わった摩擦力の大きさに相当する外力が入力されるまでの間は、上部構造体を不動に確保でき、一方、振動が大きく、下部構造体に加えられる外力の大きさ又は上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上の場合には、上部構造体の固有周期を長周期化させたまま抵抗力が小さい状態で変位吸収することが可能となるため、トリガー装置的な使用が可能となる。
【００２０】
前記免震装置において、前記凸球面状上表面が、前記凹球面状下表面と同一の曲率を有し、前記凸球面状下表面が、前記凹球面状上表面と同一の曲率を有するように構成することができる。この構成によれば、移動体を、上沓及び下沓と一定の距離をもって浮上させたり、面接触させることができ、より安定的に上部構造体を支持することが可能になる。
【００２１】
前記免震装置において、前記移動体の空気吹出孔を、自成絞り形状又はオリフィス形状にすることができ、空気吹出孔を空気吸引孔として兼用してもよく、別途、空気吸引孔を設けることもできる。
【００２２】
前記免震装置において、前記移動体の少なくとも上下いずれか一方の表面を、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成することができる。このポリフェニレンスルフィド樹脂等は、優れた摺動特性を有するため、安定した荷重支持と摺動特性の両立を図ることが可能になる。また、例えば、空気供給装置に何らかの不具合が生じても、良好な摺動特性を確保することができるため、上部構造体に対して過大な負荷が作用するのを防止でき、フェールセーフ機能を併せ持つことが可能になる。また、移動体の上下表面に摺動特性のよい潤滑膜、例えば、二硫化モリブデン、ＤＬＣを施す場合には、移動体を金属材料で形成することもできる。
【００２３】
前記免震装置において、前記空気吹出孔を、平面視円孔に形成することができ、前記複数の空気吹出孔を、同一円周上又は同心図形状に配置することもできる。さらに、吸着力は、吸引力と吸着面積の積により定まるため、前記複数の空気吹出孔を、前記凸球面状上表面又は／及び凸球面状下表面に形成された溝部の底面に穿設し、空気吸引孔として兼用してもよい。
【００２４】
また、本発明は、免震構造物であって、前記免震装置を少なくとも３以上配置したことを特徴とする。本発明によれば、上部構造体の倒壊、又は該上部構造体上に載置される展示物等の破損等を好適に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、支持する荷重に拘わらず、上部構造体の固有周期を長期化して加速度を低減することができ、適宜好適な摩擦力を得ることで振動エネルギ吸収能力に優れ、復元特性も併せ持つ免震装置等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明にかかる免震装置の第１の実施の形態を示し、この免震装置１は、戸建住宅の基礎等の下部構造体２と、下部構造体２に対して免震装置１を介して水平方向Ｈに移動可能な戸建住宅等の上部構造体３との間に介装される。
【００２８】
免震装置１は、上部構造体３に固定され、下方に開口する凹球面状下表面１１ａを有する上沓１１と、下部構造体２に固定され、上方に開口する凹球面状上表面１２ａを有する下沓１２と、上沓１１と下沓１２との間に移動自在に配置される移動体１３とを備える。上沓１１は、ボルト１４、１５によって上部構造体３に固定され、下沓１２は、ボルト１６、１７によって下部構造体２に固定される。
【００２９】
移動体１３は、上沓１１の凹球面状下表面１１ａに対向する凸球面状上表面１３ａと、下沓１２の凹球面状上表面１２ａに対向する凸球面状下表面１３ｂを有し、凸球面状上表面１３ａ及び凸球面状下表面１３ｂに複数の空気吹出孔１３ｃを備える。摺動体１３の凸球面状上表面１３ａは、上沓１１の凹球面状下表面１１ａと同一の曲率を有し、移動体１３の凸球面状下表面１３ｂは、下沓１２の凹球面状上表面１２ａと同一の曲率を有する。
【００３０】
図２に示すように、移動体１３は、全体的に厚肉の略々円盤状に形成され、空気供給用のフレキシブルホース１８を接続するための接続金具１９と、接続金具１９を介して取り入れた空気を空気吹出孔１３ｃに導くための空気通路１３ｄが穿設される。空気吹出孔１３ｃは、図２（ａ）に明示されるように、平面視円孔に形成されるとともに、複数の空気吹出孔１３ｃが、同一円周上に配置される。尚、複数の空気吹出孔１３ｃを同心図形状に配置してもよい。
【００３１】
移動体１３の上下表面又は全体は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂にガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成される。
【００３２】
図１に示すように、移動体１３に空気を供給するため、エアポンプ２０が設けられ、フレキシブルホース１８、接続金具１９を介して空気が移動体１３に導入される。尚、エアポンプ２０は、移動体１３から接続金具１９及びフレキシブルホース１８を介して空気を吸引する真空ポンプとしても機能する。
【００３３】
空気吹出孔は、図１及び図２に示したような軸線方向に同一内径を有する円孔形状以外にも、図３に示すように、空気通路２３ａの吹出孔２３ｂ近傍が絞られた自成絞り形状としてもよく、図４に示すように、空気通路３３ａの先端部３３ｂの径よりも幅広の空気吹出溝３３ｃを有する、いわゆるオリフィス形状とすることもできる。空気吹出孔の配置は、移動体の直径をφＤとし、空気吹出孔の円周上の位置をφＤｉとすると、φＤｉ＝（０．６〜０．７）ｘφＤとすることが望ましい。
【００３４】
次に、上記構成を有する免震装置１の動作について、図１、図２及び図５を参照しながら説明する。尚、図５は、免震装置１の水平抵抗力と水平変位量（上部構造体３と下部構造体２の相対変位）の関係を示す履歴曲線であって、（ａ）は、移動体１３に空気を供給した場合、（ｂ）は、移動体１３に空気を供給せず、移動体１３から空気を吸引しない場合、（ｃ）は、移動体１３から空気を吸引した場合を示す。（ａ）の移動体１３へ空気を供給した場合には、摩擦力が生じない状態で移動体１３を移動させることができるため、水平力抵抗力が小さい状態で相対変位を生じ、（ｂ）の移動体１３に空気を供給せず、移動体１３から空気を吸引しない場合には、移動体１３と上沓１１及び下沓１２間に空気が介在しないため、同じ相対変位を生じた際には、より大きな水平抵抗力が得られ、（ｃ）の移動体１３から空気を吸引した場合には、移動体１３と上沓１１及び下沓１２間にさらに吸着力が働くため、同じ相対変位を生じた際には、さらに大きな水平抵抗力を得ることができる。
【００３５】
以下の説明では、まず、免震装置１において、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ２０から移動体１３に空気を供給し、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、エアポンプ２０の運転を停止して、移動体１３への空気の供給を停止する動作について説明する。この動作によって、比較的振動が小さく、加えられる外力が所定値より小さい場合には、低い水平抵抗力で免震装置１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができ、一方、振動が大きく、外力が所定値より大きい場合には、長周期化による加速度低減に加え、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、大きな地震等の際の安全性を確保することが可能になる。
【００３６】
常時は、エアポンプ２０から、フレキシブルホース１８、接続金具１９を介して移動体１３に空気を供給する。接続金具１９から移動体１３に供給された空気は、空気通路１３ｄを介して空気吹出孔１３ｃから凹球面状下表面１１ａ及び凹球面状上表面１２ａに向けて噴出する。これにより、移動体１３の凸球面状下表面１３ｂと下沓１２の凹球面状上表面１２ａとの間、及び移動体１３の凸球面状上表面１３ａと上沓１１の凹球面状下表面１１ａとの間とに空気層が形成されるため、図５（ａ）に示すように、摩擦力が生じない状態で移動体１３を移動させることができ、換言すると、小さな水平抵抗力で免震装置１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができる。この状態は、下部構造体２に加えられる外力の大きさが所定値未満の際には継続して維持される。
【００３７】
一方、所定値以上の外力が加わる大きな地震等の際には、エアポンプ２０の運転を停止し、移動体１３への空気の供給を停止する。これにより、移動体１３の凸球面状下表面１３ｂと下沓１２の凹球面状上表面１２ａ、及び移動体１３の凸球面状上表面１３ａと上沓１１の凹球面状下表面１１ａとが直接当接し、移動体１３が摺動する。これにより、図５（ｂ）に示すように、長周期化による加速度の低減に加え、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、安全性を確保することが可能になる。
【００３８】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値以上になった場合に、エアポンプ２０の運転を停止したが、この際、エアポンプ２０を真空ポンプとして機能させ、移動体１３から空気を吸引することもできる。その場合には、図５（ｃ）に示すように、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用して振動エネルギを減衰させることができ、より高い減衰能力を得ることが可能となる。
【００３９】
次に、免震装置１において、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ２０を停止して移動体１３への空気の供給を停止し、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値以上になったときに、エアポンプ２０を運転して、移動体１３に空気を供給する動作について説明する。この動作によって、所定値未満の比較的小さい振動領域においては、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力の大きさに相当する外力が入力されるまでの間は、上部構造体３を不動に確保でき、一方、振動が大きく、外力の大きさが所定値以上となった場合には、上部構造体３の固有周期を長周期化させたまま抵抗力が小さい状態で変位吸収し、トリガー装置的に機能させることができる。
【００４０】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ２０の運転を停止したが、この際、エアポンプ２０を真空ポンプとして機能させ、移動体１３から空気を吸引することもできる。その場合には、移動体１３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加え、吸着力を利用してより大きな力で上部構造体３を不動に確保することができる。
【００４１】
また、図３に示した自成絞り形状の空気吹出孔を用いた場合も、上記と同様の動作となるが、図４のように、空気吹出溝３３ｃを有するオリフィス形状とした場合には、摺動体表面の全域にわたって均等に空気を供給したり、空気を吸引することができ、より安定した摺動体の動作を確保することができる。尚、吸着力は、吸引力と吸着面積の積により決定されるため、吸着力を上げるため、吸引溝をさらに設けてもよい。
【００４２】
次に、上記免震装置１を適用した免震構造物について図６を参照しながら説明する。
【００４３】
この免震構造物３５は、基礎３６と、戸建住宅３７との間に免震装置１が３以上介装され、各免震装置１は、戸建住宅３７の荷重を基礎３６に伝達するとともに、基礎３６と戸建住宅３７との間で水平方向の相対変位を許容する。そして、地震時等に基礎３６が水平変位すると、免震装置１が上述のように機能するため、基礎３６の水平振動が戸建住宅３７にそのまま伝達されるのを阻止できるとともに、戸建住宅３７の固有周期を長周期化することができ、戸建住宅３７への加速度を低減することなどが可能になる。
【００４４】
次に、本発明にかかる免震装置の第２の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。尚、この免震装置４１も、戸建住宅の基礎等の下部構造体４２と、下部構造体４２に対して免震装置４１を介して水平方向Ｈに移動可能な戸建住宅等の上部構造体４３との間に介装される。
【００４５】
免震装置４１は、上部構造体４３に固定された上沓５１と、下部構造体４２に固定され、上方に開口する凹球面状上表面５２ａを有する下沓５２と、上沓５１と下沓５２との間に移動自在に配置される移動体５３と、移動体５３と上沓５１との間に配置され、球状部４４ａが保持部材４５、４６を介して上沓５１に枢着されるとともに、胴部４４ｂの下端が移動体５３に固定される柱状接合部４４とを備える。上沓５１は、ボルト５４、５５によって上部構造体４３に固定され、下沓５２は、ボルト５６、５７によって下部構造体４２に固定される。
【００４６】
移動体５３は、上面５３ｂが平面状で、下部に凸状曲面を有し、全体的に厚肉の略々円盤状に形成される。上面５３ｂには、柱状接合部４４の下端が固定されるとともに、下沓５２の凹球面状上表面５２ａに対向する凸球面状下表面５３ａが設けられ、凸球面状下表面５３ａに複数の空気吹出孔５３ｃを備える。移動体５３の凸球面状下表面５３ａは、下沓５２の凹球面状上表面５２ａと同一の曲率を有する。
【００４７】
移動体５３には、空気供給用のフレキシブルホース５８を接続するための接続金具５９と、接続金具５９を介して取り入れた空気を空気吹出孔５３ｃに導くための空気通路５３ｄが穿設される。空気吹出孔５３ｃは、図示を省略するが、図２に示した移動体１３と同様に、平面視円孔に形成されるとともに、複数の空気吹出孔５３ｃが、同一円周上に配置される。
【００４８】
移動体５３の下表面又は全体は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂にガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成される。また、下表面に摺動特性のよい潤滑剤、例えば、二硫化モリブデン、ＤＬＣを施す場合には、移動体を金属材料で形成することもできる。
【００４９】
移動体５３に空気を供給するため、エアポンプ６０が設けられ、フレキシブルホース５８、接続金具５９を介して空気が移動体５３に導入される。尚、エアポンプ６０は、移動体５３から接続金具５９及びフレキシブルホース５８を介して空気を吸引する真空ポンプとしても機能する。
【００５０】
柱状接合部４４は、上部が球状部４４ａとして、下部が円錐台状及び円柱状の胴部４４ｂとして形成され、上述のように、球状部４４ａが保持部材４５、４６を介して上沓５１に枢着され、胴部４４ｂの下端が移動体５３に固定される。これによって、柱状接合部４４は移動体５３とともに移動可能であるとともに、上沓５１と回動可能に接続される。
【００５１】
次に、上記構成を有する免震装置４１の動作について、図７を参照しながら説明する。
【００５２】
以下の説明においても、第１の実施の形態の場合と同様に、まず、免震装置４１において、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ６０から移動体５３に空気を供給し、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、エアポンプ６０の運転を停止して、移動体５３への空気の供給を停止する動作について説明する。この動作によって、比較的振動が小さく、加えられる外力が所定値より小さい場合には、低い水平抵抗力で免震装置４１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができ、一方、振動が大きく、外力が所定値より大きい場合には、長周期化による加速度低減に加え、移動体等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、大きな地震等の際の安全性を確保することが可能になる。
【００５３】
常時は、エアポンプ６０から、フレキシブルホース５８、接続金具５９を介して移動体５３に空気を供給する。接続金具５９から移動体５３に供給された空気は、空気通路５３ｄを介して空気吹出孔５３ｃから凹球面状上表面５２ａに向けて噴出する。これにより、移動体５３の凸球面状下表面５３ａと下沓５２の凹球面状上表面５２ａとの間に空気層が形成されるため、保持部材４５、４６に対して柱状接合部４４の球状部４４ａを回動させながら、摩擦力が生じない状態で移動体５３を移動させることができ、換言すると、小さな水平抵抗力で免震装置４１が作動し、長周期化による加速度低減によって好適な免震効果を得ることができる。この状態は、下部構造体４２に加えられる外力の大きさが所定値未満の際には継続して維持される。
【００５４】
一方、大きな地震等の際には、エアポンプ６０の運転を停止し、移動体５３への空気の供給を停止する。これにより、移動体５３の凸球面状下表面５３ａと下沓５２の凹球面状上表面５２ａとが直接当接し、保持部材４５、４６に対して柱状接合部４４の球状部４４ａを回動させながら、下沓５２の凹球面状上表面５２ａを移動体５３が凸球面状下表面５３ａを介して摺動する。その結果、長周期化による加速度の低減に加え、移動体５３及び下沓５２の材料と支持する荷重で決定される摩擦力で減衰を行い、振動エネルギの吸収力を向上させ、安全性を確保することが可能になる。
【００５５】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値以上になった場合に、エアポンプ６０の運転を停止したが、この際、エアポンプ６０を真空ポンプとして機能させ、移動体５３から空気を吸引することもできる。その場合には、移動体５３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用して振動エネルギを減衰させることができ、より高い減衰能力を得ることが可能となる。
【００５６】
次に、免震装置４１において、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ６０を停止して移動体５３への空気の供給を停止し、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物４３に伝達された振動の大きさが所定値以上になったときに、エアポンプ６０を運転して、移動体５３に空気を供給する動作について説明する。この動作によって、所定値未満の比較的小さい振動領域においては、移動体５３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力の大きさに相当する外力が入力されるまでの間は、上部構造体４３を不動に確保でき、一方、振動が大きく、外力の大きさが所定値以上となった場合には、上部構造体４３の固有周期を長周期化させたまま抵抗力が小さい状態で変位吸収し、トリガー装置的に機能させることができる。
【００５７】
尚、上記実施の形態においては、下部構造体４２に加えられる外力の大きさ、又は上部構造物３に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、エアポンプ６０の運転を停止したが、この際、エアポンプ６０を真空ポンプとして機能させ、移動体５３から空気を吸引することもできる。その場合には、移動体５３等の材料と支持する荷重で決定される摩擦力に加えて、吸着力を利用してより大きな力で上部構造体４３を不動に確保することができる。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、移動体５３の上面に柱状接合部４４を固定し、凸球面状下表面５３ａを介して下沓５２の凹球面状上表面５２ａ上を移動体５３が移動する場合について説明したが、図７において上下関係を逆にし、移動体の下面に柱状接合部を固定し、凸球面状上表面を介して上沓の凹球面状下表面上を移動体が移動するように構成することもできる。さらに、図７において免震装置４１は、球状部４４ａを保持部４５、４６を介して上沓５１に枢着し、胴部４４ｂを移動体５３に固定したが、球状部４４ａを保持部４５、４６を介して移動体５３に枢着し、胴部４４ｂを上沓５１に固定してもよい。
【００５９】
上記図７に示した免震装置４１についても、免震装置１に代えて、図６に示した免震構造物３５に適用することができ、免震装置１を用いた場合と同様に機能する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明にかかる免震装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の免震装置の移動体を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は一部破断断面図（（ａ）のＡ−Ａ線断面）である。
【図３】本発明にかかる免震装置の移動体に形成された空気吹出孔の他の例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図４】本発明にかかる免震装置の移動体に形成された空気吹出孔の他の例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一部破断斜視図である。
【図５】本発明にかかる免震装置の水平抵抗力と水平変位量（上部構造体３と下部構造体２の相対変位）の関係を示す履歴曲線であって、（ａ）は空気供給時、（ｂ）は空気供給及び吸引がない状態、（ｃ）は空気吸引時を示す。
【図６】本発明にかかる免震装置を用いた免震構造物を示す概略図である。
【図７】本発明にかかる免震装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 免震装置
２ 下部構造体
３ 上部構造体
１１ 上沓
１１ａ 凹球面状下表面
１２ 下沓
１２ａ 凹球面状上表面
１３ 移動体
１３ａ 凸球面状上表面
１３ｂ 凸球面状下表面
１３ｃ 空気吹出孔
１３ｄ 空気通路
１４〜１７ ボルト
１８ フレキシブルホース
１９ 接続金具
２０ エアポンプ
２３ａ 空気通路
２３ｂ 吹出孔
３３ａ 空気通路
３３ｂ 先端部
３３ｃ 空気吹出溝
３５ 免震構造物
３６ 基礎
３７ 戸建住宅
４１ 免震装置
４２ 下部構造体
４３ 上部構造体
４４ 柱状接合部
４４ａ 球状部
４４ｂ 胴部
４５ 保持部材
４６ 保持部材
５１ 上沓
５２ 下沓
５２ａ 凹球面状上表面
５３ 移動体
５３ａ 凸球面状下表面
５３ｂ 上面
５３ｃ 空気吹出孔
５３ｄ 空気通路
５４〜５７ ボルト
５８ フレキシブルホース
５９ 接続金具
６０ エアポンプ
Claims (15)
- 上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、
下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、
前記上沓と前記下沓との間に移動自在に配置される移動体とを備え、
該移動体は、前記上沓の凹球面状下表面に対向する凸球面状上表面を有するとともに、前記下沓の凹球面状上表面に対向する凸球面状下表面を有し、該凸球面状上表面又は／及び凸球面状下表面に複数の空気吹出孔を備え、
該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出しの有無、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記上沓との間、及び該移動体と前記下沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする免震装置。 - 上部構造体に固定される上沓と、
下部構造体に固定され、上方に開口する凹球面状上表面を有する下沓と、
該下沓の上に移動自在に配置された移動体と、
該移動体と前記上沓との間に配置され、上端が前記上沓に枢着されるとともに、下端が前記移動体に固定される柱状接合部とを備え、
前記移動体は、前記下沓の凹球面状上表面に対向する凸球面状下表面を有するとともに、該凸球面状下表面に複数の空気吹出孔を備え、
該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出しの有無、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記下沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする免震装置。 - 上部構造体に固定され、下方に開口する凹球面状下表面を有する上沓と、
下部構造体に固定される下沓と、
該上沓の下に移動自在に配置された移動体と、
該移動体と前記下沓との間に配置され、上端が前記移動体に固定されるとともに、下端が前記下沓に枢着される柱状接合部とを備え、
前記移動体は、前記上沓の凹球面状下表面に対向する凸球面状上表面を有するとともに、該凸球面状上表面に複数の空気吹出孔を備え、
該免震装置は、前記複数の空気吹出孔からの空気の吹出し、又は吹出しと吸引の有無を制御して前記移動体と前記上沓との間の摩擦力を変更し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記外力又は振動に対する水平抵抗力を変化させるように構成されたことを特徴とする免震装置。 - 前記移動体に空気を供給する空気供給手段を備え、
該空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造体に伝達された振動の大きさに応じて、前記移動体への空気供給を制御することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の免震装置。 - 前記空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、前記移動体に空気を供給し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、前記移動体への空気の供給を停止するか、又は前記移動体から空気を吸引することを特徴とする請求項４に記載の免震装置。
- 前記空気供給手段は、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値未満のときに、前記移動体への空気の供給を停止するか、又は前記移動体から空気を吸引し、前記下部構造体に加えられる水平方向の外力の大きさ、又は前記上部構造物に伝達された振動の大きさが所定値以上のときに、前記移動体に空気を供給することを特徴とする請求項４に記載の免震装置。
- 前記移動体の凸球面状上表面は、前記上沓の凹球面状下表面と同一の曲率を有し、前記移動体の凸球面状下表面は、前記下沓の凹球面状上表面と同一の曲率を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の免震装置。
- 前記移動体の空気吹出孔は、自成絞り形状又はオリフィス形状を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の免震装置。
- 前記移動体の空気吹出孔は、前記移動体から空気を吸引する際の空気吸引孔として兼用されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の免震装置。
- 前記移動体の少なくとも上下いずれか一方の表面が、ポリフェニレンスルフィド樹脂、又は、該ポリフェニレンスルフィド樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維もしくは無機質充填剤の少なくとも１つを混入した強化合成樹脂によって形成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の免震装置。
- 前記移動体は、金属材料からなり、上下いずれか一方の表面に二硫化モリブデン又はＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）からなる潤滑膜を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の免震装置。
- 前記空気吹出孔は、平面視円孔に形成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の免震装置。
- 前記複数の空気吹出孔は、同一円周上又は同心図形状に配置されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の免震装置。
- 前記複数の空気吹出孔は、前記凸球面状上表面又は／及び凸球面状下表面に形成された溝部の底面に穿設され、空気吸引孔として兼用されることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の免震装置。
- 請求項１乃至１４のいずれかに記載の免震装置を少なくとも３以上配置したことを特徴とする免震構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009538188A JP5122578B2 (ja) | 2007-10-23 | 2008-10-20 | 免震装置及び免震構造物 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007274907 | 2007-10-23 | ||
| JP2007274907 | 2007-10-23 | ||
| JP2009538188A JP5122578B2 (ja) | 2007-10-23 | 2008-10-20 | 免震装置及び免震構造物 |
| PCT/JP2008/068949 WO2009054339A1 (ja) | 2007-10-23 | 2008-10-20 | 免震装置及び免震構造物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2009054339A1 JPWO2009054339A1 (ja) | 2011-03-03 |
| JP5122578B2 true JP5122578B2 (ja) | 2013-01-16 |
Family
ID=40579444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009538188A Expired - Fee Related JP5122578B2 (ja) | 2007-10-23 | 2008-10-20 | 免震装置及び免震構造物 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8833745B2 (ja) |
| EP (1) | EP2208913A4 (ja) |
| JP (1) | JP5122578B2 (ja) |
| KR (1) | KR101497009B1 (ja) |
| CN (1) | CN101836011B (ja) |
| TW (1) | TWI439617B (ja) |
| WO (1) | WO2009054339A1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008096378A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Alga S.P.A. | Sliding pendulum seismic isolator |
| IT1404858B1 (it) * | 2011-02-21 | 2013-12-09 | Milano Politecnico | Supporto anti-sismico. |
| JP5521096B1 (ja) * | 2013-07-25 | 2014-06-11 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 滑り免震装置 |
| CN104343186B (zh) * | 2013-08-01 | 2017-01-18 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 一种摩擦摆隔振装置及其压力监测结构 |
| CN103924705B (zh) * | 2014-04-23 | 2015-06-10 | 华南理工大学建筑设计研究院 | 一种适应结构隔震抗风的变刚度隔震层刚度控制机构 |
| EP3158148B1 (en) | 2015-02-23 | 2018-03-21 | Tis Teknolojik Izolator Sistemleri Sanayi Ticaret Anonim Sirketi | A sliding bearing for seismic protection |
| CN105299132B (zh) * | 2015-10-15 | 2019-05-17 | 中国电子工程设计院 | 一种微振动主动隔振装置安装连接件及其安装方法 |
| US9926972B2 (en) | 2015-10-16 | 2018-03-27 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spheroidial joint for column support in a tuned mass damper system |
| CN105697544B (zh) * | 2016-04-19 | 2018-02-23 | 东南大学 | 一种带自反馈节流的静压球形推力轴承 |
| JP6173639B1 (ja) * | 2017-05-10 | 2017-08-02 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 滑り免震装置 |
| CN107245943B (zh) * | 2017-08-15 | 2018-05-22 | 四川大学 | 可转换抗震模式的减震支座及减震桥梁装置 |
| JP6349472B1 (ja) * | 2018-01-09 | 2018-06-27 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 滑り免震装置用のスライダーと滑り免震装置 |
| CN108505626B (zh) * | 2018-04-13 | 2023-11-03 | 合肥工业大学 | 一种用于裙摆钢屋盖与高层建筑连接的多级触发装配式隔震支座 |
| KR102165638B1 (ko) * | 2018-08-07 | 2020-10-14 | 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) | 면진장치 및 이를 포함하는 변압기 |
| DE102018218999A1 (de) * | 2018-11-07 | 2020-05-07 | Maurer Engineering Gmbh | Massedämpfer zur Dämpfung von Schwingungen eines Bauwerks, Bauwerk mit einem solchen Massedämpfer und Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz eines Massedämpfers |
| WO2020167878A1 (en) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | Gibraltar Industries | Structural bearing configuration and method of making same |
| IT201900005478A1 (it) * | 2019-04-09 | 2020-10-09 | Univ Pisa | Dispositivo per proteggere manufatti, in particolare opere d’arte, da azioni sismiche e fenomeni vibratori in genere |
| CN110359591A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-22 | 中国中元国际工程有限公司 | 一种带限位的三维隔震/隔振装置 |
| CN110364050B (zh) * | 2019-07-23 | 2022-05-31 | 中震华创(韶关)技术有限公司 | 隔震体验台 |
| KR102190869B1 (ko) | 2019-12-31 | 2020-12-14 | (주)파워엔텍 | 수직 변위 제한 구조의 진동 격리 장치 |
| IT202000003928A1 (it) * | 2020-02-26 | 2021-08-26 | Fip Mec S R L | Isolatore antisismico del tipo a pendolo scorrevole, per la protezione di costruzioni edilizie |
| CN111810576B (zh) * | 2020-07-17 | 2021-12-14 | 重庆埃力森金属制品股份有限公司 | 一种减震放置台 |
| US11447970B2 (en) * | 2020-08-04 | 2022-09-20 | Simpson Strong-Tie Company Inc. | Pinned base connection for a structural member |
| CN114108863B (zh) * | 2021-05-18 | 2022-12-27 | 深圳市鱼眼设计有限公司 | 一种具有缓冲器的室内减震装置 |
| CN114134944A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-04 | 楼耀平 | 建筑物避震方法 |
| CN114000750A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-01 | 李国华 | 设滚球支撑移动的抗震结构的抗震式建筑物 |
| CN114439029A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-06 | 山东农业大学 | 一种土木工程用混凝土组合地基柱 |
| US11852291B2 (en) * | 2022-02-23 | 2023-12-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Displacement control device for seismic events |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138051U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | ||
| JPH09292092A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-11-11 | Kyoei Seiko:Kk | 免振装置 |
| JP2586794Y2 (ja) * | 1991-03-14 | 1998-12-09 | オイレス工業株式会社 | 構造物用免震支持装置 |
| JP2000220693A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Tokkyokiki Corp | 免震装置 |
| JP2001012542A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-16 | Daido Metal Co Ltd | 免震用支承装置 |
| JP2001208131A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-03 | Hitachi Kasado Eng Co Ltd | 免震装置 |
| JP2002295054A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-09 | Daido Metal Co Ltd | 免震装置 |
| JP2004360797A (ja) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Oiles Ind Co Ltd | 免震構造体 |
| JP2007271085A (ja) * | 2007-04-17 | 2007-10-18 | Asahi Kasei Homes Kk | 摩擦振子型免震装置の設置方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3308848A (en) | 1964-07-27 | 1967-03-14 | Harold I Johnson | Fluid power transmission |
| JPH04125313A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-24 | Taisei Corp | 滑り支承装置 |
| JP2586794B2 (ja) | 1993-08-03 | 1997-03-05 | 日本電気株式会社 | 座標指定入力装置 |
| US6021992A (en) * | 1997-06-23 | 2000-02-08 | Taichung Machinery Works Co., Ltd. | Passive vibration isolating system |
| JP2000145885A (ja) | 1998-11-16 | 2000-05-26 | Michio Takaoka | 自己シール浮上の免震装置 |
| JP2000199540A (ja) * | 1999-01-07 | 2000-07-18 | Shinzo Katayama | 建物、支柱、道路等上部構造体の免震構造 |
| US6994474B2 (en) * | 2001-05-29 | 2006-02-07 | Nsk Ltd. | Rolling sliding member and rolling apparatus |
| JP2004169784A (ja) * | 2002-11-19 | 2004-06-17 | Nikon Corp | 軸受装置、ステージ装置及び露光装置 |
| JP2005331048A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Imv Corp | 防振ｘ−ｙテーブル |
| CN100420873C (zh) * | 2005-04-05 | 2008-09-24 | 蔡崇兴 | 隔震器 |
-
2008
- 2008-10-20 CN CN2008801128791A patent/CN101836011B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-10-20 JP JP2009538188A patent/JP5122578B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-10-20 EP EP08842939.4A patent/EP2208913A4/en not_active Withdrawn
- 2008-10-20 US US12/739,037 patent/US8833745B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-10-20 WO PCT/JP2008/068949 patent/WO2009054339A1/ja active Application Filing
- 2008-10-20 KR KR1020107009486A patent/KR101497009B1/ko active IP Right Grant
- 2008-10-21 TW TW097140300A patent/TWI439617B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138051U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | ||
| JP2586794Y2 (ja) * | 1991-03-14 | 1998-12-09 | オイレス工業株式会社 | 構造物用免震支持装置 |
| JPH09292092A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-11-11 | Kyoei Seiko:Kk | 免振装置 |
| JP2000220693A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Tokkyokiki Corp | 免震装置 |
| JP2001012542A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-16 | Daido Metal Co Ltd | 免震用支承装置 |
| JP2001208131A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-03 | Hitachi Kasado Eng Co Ltd | 免震装置 |
| JP2002295054A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-09 | Daido Metal Co Ltd | 免震装置 |
| JP2004360797A (ja) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Oiles Ind Co Ltd | 免震構造体 |
| JP2007271085A (ja) * | 2007-04-17 | 2007-10-18 | Asahi Kasei Homes Kk | 摩擦振子型免震装置の設置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200934965A (en) | 2009-08-16 |
| JPWO2009054339A1 (ja) | 2011-03-03 |
| WO2009054339A1 (ja) | 2009-04-30 |
| EP2208913A1 (en) | 2010-07-21 |
| KR20100087306A (ko) | 2010-08-04 |
| US20110227265A1 (en) | 2011-09-22 |
| TWI439617B (zh) | 2014-06-01 |
| KR101497009B1 (ko) | 2015-02-27 |
| US8833745B2 (en) | 2014-09-16 |
| CN101836011B (zh) | 2012-02-29 |
| EP2208913A4 (en) | 2017-03-08 |
| CN101836011A (zh) | 2010-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5122578B2 (ja) | 免震装置及び免震構造物 | |
| JP6372033B2 (ja) | 防振減震装置 | |
| JP3216607U (ja) | 空気浮上式振動制御システム | |
| JP5018936B2 (ja) | 走行式クレーンの免震構造 | |
| JPH0553716B2 (ja) | ||
| JP2019173940A (ja) | 空気浮上式振動制御システム | |
| US5549269A (en) | Gas spring assembly | |
| JP5219603B2 (ja) | 免震装置及び免震構造物 | |
| JP5985927B2 (ja) | 構造物用の滑り支承 | |
| US2425566A (en) | Vibration absorption block | |
| KR100930357B1 (ko) | 제진테이블 | |
| US5348266A (en) | Reduced horizontal stiffness vibration isolation system | |
| JPS61274136A (ja) | 振動吸収支持装置 | |
| KR20090033669A (ko) | 진동 흡수가 가능한 교량 | |
| JP2937912B2 (ja) | 免震装置 | |
| JP2014177963A (ja) | 空気ばね装置及び防振装置 | |
| KR20210052676A (ko) | 상,하부 피봇 결합식 mr 댐퍼 | |
| JPH022995Y2 (ja) | ||
| JP4066490B2 (ja) | 油圧支持装置 | |
| JP4316332B2 (ja) | 免震システムにおけるダンパーのジョイント構造 | |
| JPH022994Y2 (ja) | ||
| KR200484985Y1 (ko) | 유동성 수평지지장치, 및 이를 포함하는 파이프 또는 덕트의 지지장치 | |
| JP4121787B2 (ja) | 免震装置と免震構造体 | |
| JPH088364Y2 (ja) | 防振装置 | |
| JP2009269649A (ja) | 防振パレット及びこれを備えた防振装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110921 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121015 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121024 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151102 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5122578 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |