JP5612629B2

JP5612629B2 - 免震装置

Info

Publication number: JP5612629B2
Application number: JP2012099941A
Authority: JP
Inventors: 清市石井; 圭子石井
Original assignee: 清市石井; 圭子石井
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP2013227769A

Description

本発明は、免震装置に関するものである。

東日本大地震以来、建築構造や土木構造に対する地震対策が急務となっている。なかでも、建物や橋梁等において地盤に固定された基礎構造（支持体）と上部構造（被支持体）との間に設置され、上部構造を支持するとともに上部構造への地震動入力を低減するための免震装置に関し、多くの提案がなされている。

例えば、転動体による転がり支承構造が提案されている。これは、基礎に固定され、上面に凹状に形成された基礎側球体収容部を有する基礎側プレートと、家屋を支持する土台に固定され、基礎側球体収容部に対峙して配される凹状に形成された土台側球体収容部を有する土台側プレートと、基礎側球体収容部及び土台側球体収容部によって挟持され、土台側プレートを基礎側プレート上に支持する鋼球体と、弾性部材からなり、鋼球体を基礎側球体収容部及び土台側球体収容部の略中央に保持するものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、地震時に、鋼球が上下の平板間で転動し、上下の平板が水平方向に相対移動することにより、建物への地震動入力を低減することが提案されている。これは、上下に対向して設けられ、被支持体及び支持体に各々固定される上下一対の平板と、一対の平板間に介装される複数の球体と、一対の平板間において複数の球体を囲んで配置される環状部材とを備え、環状部材は、一対の平板のいずれか一方との間に隙間を有して配置され、被支持体の鉛直荷重が上側の平板、複数の球体、及び下側の平板を介して支持体に伝達されるものである（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−２６４５８０号公報特開２００６−２４１８４１号公報

しかしながら、従来想定されていた震度よりも大きな地震の発生が懸念され、既存の建物にも新築の建物にも適用でき、高い免震効果が得られる免震装置が望まれている。

本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で、高い免震効果が得られる免震装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る免震装置は、基礎構造に共締めで固定される下部部材と、建物本体に共締めで固定される上部部材と、前記上部部材の下層に配置される弾性体と、前記弾性体と前記下部部材間に介装され、複数の鋼球体を有し、前記鋼球体を下方から支持する下側支持体と、前記鋼球体を上方から支持する上側支持体とを有する中間部材とを備え、前記下部部材と前記下側支持体の外周縁部には、それぞれ立設部を形成し、前記上側支持体には、前記鋼球体の曲面に略等しいか極僅かに大きな曲率半径を有する第１の凹部を形成し、前記下側支持体には、前記鋼球体の曲面よりも大きく、前記第１の凹部の曲率よりも大きい曲率を持つ第２の凹部を形成し、前記第１の凹部と前記第２の凹部間に前記鋼球体を装着しており、前記各立設部の対向面には、第２の鋼球体を収容するための第３の凹部、第４の凹部を形成し、前記第３の凹部は、第２の鋼球体の曲面に略等しいか極僅かに大きな曲率半径を有し、前記第４の凹部は、前記第２の鋼球体の曲面よりも大きく、細長い形状となっていることを特徴とする。

また、本発明の免震装置は、前記下部部材には、基礎構造に固定するための鍔部を形成していることを特徴とする。

また、本発明の免震装置は、前記下側支持体の前記立設部の端部は、Ｌ字状に形成していることを特徴とする。

また、本発明の免震装置は、前記弾性体は、防振合成ゴム板であることを特徴とする。

また、本発明の免震装置は、前記下部部材、前記上部部材、前記中間部材は、それぞれ、ステンレス製鋼板であり、前記鋼球体は、ステンレス製であることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で高い免震効果が得られ、特に戸建の建物の免震に効果的である。

本発明の実施形態に係る免震装置を上から見た図である。図１のＡ−Ａ線に沿った略断面図である。横方向の揺れが作用したときの免震装置の動作を説明する図である。縦方向の揺れが作用したときの免震装置の動作を説明する図である。第２の実施形態に係る免震装置を上から見た図である。免震装置の設置例を示す説明図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る免震装置１００を上から見た図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った略断面図である。

図１、図２に示すように、本実施形態に係る免震装置１００は、例えば戸建住宅等の建物に設置されるもので、地盤に固定された基礎構造と、この基礎構造の上方に支持される建物本体との間に設置される。

免震装置１００は、基礎構造（図示しない）に共締めで固定される下部部材１と、建物本体（図示しない）に共締めで固定される上部部材２と、上部部材２の下層に配置される弾性体（防振ゴム板）３と、弾性体（防振ゴム板）３と下部部材１間に介装される中間部材４とを主要な構成として備えている。

上部部材２、弾性体（防振ゴム板）３及び中間部材４は、図２に示すように、例えばネジ２２で共締めで固定される。尚、図１では、煩雑さを避けるため、ネジ２２を図示していない。

上部部材２の建物側の面上には、Ｌ字状の締結部２１が形成されており、上記したように、例えば弾性体（図示しない）を介在させ、ボルト（図示しない）で建物本体に固定される。

下部部材１には、鍔部１２が形成され、例えばボルト（図示しない）で基礎構造に固定される。

下部部材１、上部部材２、中間部材４は、例えば、ステンレス製鋼板が好適である。

弾性体３は、例えば、天然ゴムや合成ゴムから成る防振ゴム板が好適である。

中間部材４は、複数の鋼球体５と、複数の鋼球体５を下方から支持する下側支持体４１と、複数の鋼球体５を上方から支持する上側支持体４２とを備えている。上側支持体４２には、下部支持体４１と対向する面に鋼球体５を収容するための凹部４２ａが形成されている。凹部４２ａは、鋼球体５の曲面に略等しいか極僅かに大きな曲率半径を有するように形成されている。通常の状態で、鋼球体５が凹部４２ａに嵌り込んで、その位置を保持するようになっている。

一方、下側支持体４１にも、上側支持体４２と対向する面には、鋼球体５を収容するための凹部４１ａが形成されている。凹部４１ａは、鋼球体５の曲面よりも大きく、凹部４１ａの曲率は凹部４２ａの曲率よりも大きくなっている。

共締めで一体化した上部部材２及び上側支持体４２と下側支持体４１とは、間に鋼球体５を介在させながら横方向（図２中では、左右方向）に揺動可能に構成されている。

鋼球体５の数量は、地震エネルギーの減衰の観点から決定するが、例えば、図１に示すように、５個とする。余りに多数である場合には、各部材の加工が複雑となるので適切でなく、少なすぎる場合には、地震エネルギーの吸収が困難となるからである。

鋼球体５は、例えば、ステンレス製が好適で、その表面には、例えば、揺動時の潤滑剤としてグリス等を塗布するのが好適である。

下部部材１の外周縁部には立設部１１が形成されている。下側支持体４１の外周縁部にも立設部４１１が形成されている。

下部部材１の立設部１１には、下側支持体４１の立設部４１１と対向する面に、鋼球体６を収容するための凹部１１ａが形成されている。凹部１１ａは、鋼球体６の曲面に略等しいか極僅かに大きな曲率半径を有するように形成されている。通常の状態で、鋼球体６が凹部１１ａに嵌り込んで、その位置を保持するようになっている。

一方、下側支持体４１の立設部４１１にも、下部部材１の立設部１１と対向する面には、鋼球体６を収容するための凹部４１１ａが形成されている。凹部４１１ａは、鋼球体６の曲面よりも大きく、細長い形状となっている。これらの凹部１１ａ、４１１ａ間には、鋼球体６が介装されている。

下部部材１と下側支持体４１とは、間に鋼球体６を介在させながら縦方向（図２中では、上下方向）に揺動可能に構成されている。

鋼球体６の数量は、地震エネルギーの減衰の観点から決定するが、例えば、図１、図２に示すように、１か所で２個づつ、計８個とする。余りに多数である場合には、各部材の加工が複雑となるので適切でなく、少なすぎる場合には、地震エネルギーの吸収が困難となるからである。

鋼球体６は、例えば、ステンレス製が好適で、その表面には、例えば、揺動時の潤滑剤としてグリス等を塗布するのが好適である。

下側支持体４１の立設部４１１の端部４１１ｂは、Ｌ字状に形成されている。このＬ字状の端部４１１ｂは、地震の際に、揺動して通常時よりも競り上がった上部部材２のストッパーの役割を果たすものである。

次に、以上のように構成された免震装置１００による作用について説明する。

図３は、地震の際、建物に横方向の揺れが作用したときの免震装置１００の動作を説明する図である。免震装置１００では、上部部材２と上側支持体４２が共締めで一体化しているので、横方向の揺れに伴い、下側支持体４１との間に介装された鋼球体５は、凹部４２ａでは回転しながら、凹部４１ａの曲面では転動する。凹部４１ａの曲面は鋼球体５の曲率よりも大きいので、鋼球体５は次第に凹部４１ａの曲面に沿って転動しながら上昇していく。この結果、通常時よりも競り上がった上部部材２は、下側支持体４１の立設部４１１の端部４１１ｂに衝突する。衝突の際の衝撃は、弾性体（防振ゴム板）３によって軽減されるようになっている。

図４は、地震の際、建物に縦方向の揺れが作用したときの免震装置１００の動作を説明する図である。免震装置１００では、縦方向の揺れに伴い、下部部材１の立設部１１と下側支持体４１の立設部４１１との間に介装された鋼球体６は、凹部１１ａでは回転しながら、凹部４１１ａの曲面では転動する。凹部４１１ａの曲面は鋼球体６の曲率よりも大きいので、鋼球体６は次第に凹部４１１ａの曲面に沿って転動しながら下降していく。

本実施形態によれば、地震の際に建物等に作用する地震エネルギーを大幅に減衰させることができ、簡易な構成で高い免震効果が得られ、特に戸建の建物の免震に効果的である。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る免震装置１００ａを上から見た図である。第２の実施形態に係る免震装置１００ａは、第１の実施形態に係る免震装置１００と基本的な構成は同じである。上部部材２の建物側の面上には、平板状の締結部２３が形成されており、例えば弾性体（図示しない）を介在させ、ボルト（図示しない）で建物本体に固定される。

このように形成された免震装置１００ａは、例えば図６に示すように配置して、基礎構造と建物本体に固定する。尚、図６に示す配置は一例であり、これに限定されるものではない。免震装置１００、１００ａは、例えば、２ｍ間隔で設置した場合、シミュレーションによれば、地震の際に建物に加わる衝撃を約７０％減衰させることができる。

本実施形態によれば、締結部が平板状なので、建物本体の４隅に限ることなく、配置しやすいという利点がある。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１・・・下部部材
１１・・・立設部
２・・・上部部材
２１・・・締結部
３・・・弾性体
４・・・中間部材
４１・・・下側支持体
４２・・・上側支持体
５、６・・・鋼球体
１００、１００ａ・・・免震装置

Claims

基礎構造に共締めで固定される下部部材と、
建物本体に共締めで固定される上部部材と、
前記上部部材の下層に配置される弾性体と、
前記弾性体と前記下部部材間に介装され、複数の鋼球体を有し、前記鋼球体を下方から支持する下側支持体と、前記鋼球体を上方から支持する上側支持体とを有する中間部材とを備え、
前記下部部材と前記下側支持体の外周縁部には、それぞれ立設部を形成し、
前記上側支持体には、前記鋼球体の曲面に略等しいか極僅かに大きな曲率半径を有する第１の凹部を形成し、前記下側支持体には、前記鋼球体の曲面よりも大きく、前記第１の凹部の曲率よりも大きい曲率を持つ第２の凹部を形成し、前記第１の凹部と前記第２の凹部間に前記鋼球体を装着しており、
前記各立設部の対向面には、第２の鋼球体を収容するための第３の凹部、第４の凹部を形成し、
前記第３の凹部は、第２の鋼球体の曲面に略等しいか極僅かに大きな曲率半径を有し、前記第４の凹部は、前記第２の鋼球体の曲面よりも大きく、細長い形状となっていることを特徴とする免震装置。
前記下部部材には、基礎構造に固定するための鍔部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
前記下側支持体の前記立設部の端部は、Ｌ字状に形成していることを特徴とする請求項１項に記載の免震装置。
前記弾性体は、防振合成ゴム板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の免震装置。
前記下部部材、前記上部部材、前記中間部材は、それぞれ、ステンレス製鋼板であり、前記鋼球体は、ステンレス製であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の免震装置。