JPH0465193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は地震に対する免震機構装置に関する
もので、建物と基礎との間および人工土地の場合
には人工土地と人工土地上の建物との間にも設け
られるものである。

〔従来技術および解決しようとする問題点〕

一般の建物は耐震構造により地震に対応してき
たが、建物自体の倒壊という１次被害だけでな
く、家具の転倒による物的・人的被害またストー
ブ等の転倒による火災等の２次被害の発生率も高
かつた。免震機構は建物自体の地震時の揺れを最
少限に抑さえ、これらの問題を解決してさらに地
震時の不快感もなくさせる目的で開発されたもの
である。そのため各種免震機構が開発されている
が、以下の問題があつた。

積層ゴム方式等の免震方式では水平長さに対し
て高さの高い建物等に使用する場合に生じるロツ
キングの問題と、高さの方が水平長さより大きい
塔状建物の転倒の問題があつた。

また免震性を高くした免震機構の場合には、強
風時にも免震機構が働き、建物が揺れるという問
題が生じ、また免震性を低くした免震機構の場合
には強風時に免震機構が働き建物が揺れることは
少なくなるが、軽い地震には免震機構が働かない
という問題があつた。

そのためこのような風による建物が揺れるとい
う問題を考えると従来型の免震機構は、重量建物
には向くが、重量の割りには建物の表面積が大き
く、風荷重の影響の方が大きく受ける軽量建物に
は向かないといつた問題があつた。また重量建物
には向くといつても余りの重量物には復元能力に
問題があり、例えば積層ゴムでは巨大になり過
ぎ、実用的でなくなるというた問題もあつた。ま
た構造設計的にも複雑でかつコストが高く、さら
に耐久年数には心配があつた。以上のことから建
物への免震機構を採用できる範囲が非常に狭かつ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

複雑でなく簡易な低コスト化を図るために地震
時の免震とその振幅に対して元の位置に重力で復
元する方式を採用する。さらにこの重力方式は積
層ゴム方式よりも摩擦抵抗を少なくでき、軽い地
震時にも高い免震性が得られる。また静止摩擦係
数と動摩擦係数の違いから風程度では動きにくい
割りに、ある一定以上の大きさの免震に対して一
旦動き出せば、免震性が優れて高いという利点も
ある。

地震は現在のところ予想できないが、風は気象
情報で予想可能であり、また地震は突然襲つてく
るが風は次第に強まるので、風圧センサー等の利
用により一定値以上の風圧で固定のためのピンが
差し込まれる自動化された方法によるか、また手
動の場合でも風圧の大きくなる時は前もつて固定
ピンを差し込み、普段は外しておくといつた方法
によるかしてなる固定ピン装置により、軽い地震
にも免震機構が働くというような免震性の高い免
震機構を可能にして、なおかつ強風時においては
免震機構が働かないようにすることができ、免震
性の高い免震機構における強風時の免震機構稼動
による建物が揺れるという問題を解決して理想的
な免震機構を可能にする。

また建物の水平長さに対して高さの高い建物に
従来型免震機構を使用する場合に生じるロツキン
グまたは転倒の問題も、この問題の原因となる地
震時の免震される建物と基礎部等の両者間の免震
機構に働く引抜き力に対処する引抜き防止装置を
設けることにより解決する。

また個々の免震機構装置を複合化し、単一化し
た複合機能装置を使用して免震機構装置数を整理
し、かつ免震機構装置の設置数を減らす。

〔実施例〕

免震機構装置としては免震復元装置Ｃ、免震装
置Ｄ、外れ防止装置Ｅ、引抜き防止装置Ｆ、固定
ピン装置Ｇまたこれらの複合装置からなり、免震
機構としてはこれらの適宜組合せで構成される。
そのため各種バリエーシヨンが考えられる。

免震復元装置Ｃの実施例は第１図から第７図お
よび第１６図に示される。そして符号１は構造体
の梁、２は構造体の梁または基礎部分である。

免震皿３の形状は凹曲滑り面部を有し、凹曲滑
り面部を滑走しうる免震ローラーまたは滑り支承
５とから構成してある。

免震皿３の凹曲滑り面部の形状は全方向性型と
一方向性型の２つの場合が考えられる。またこの
２つの場合ともに、免震皿３と免震ローラー・滑
り支承５の上下関係は第５図と第７図各々に示さ
れるように免震皿３が免震ローラー・滑り支承５
が下の場合とその逆の場合の両方がある。符号６
は緩衝材である。

材料・材質は低摩擦材使用と低摩擦材で被覆さ
れた免震皿３および免震ローラー・滑り支承５ま
たは免震皿３に潤滑油を溜める。但し大地震のみ
の免震復元を考えると少々摩擦抵抗の大きい鋼材
またはステンレス材等の錆びない程度の材料でも
良い。

免震装置Ｄは地面と建物の間の摩擦抵抗を少な
くして建物慣性の利用により建物への地震入力を
最大限抑える役割を果たす。実施例は第８図、第
９図、第１６図に示される。

免震皿４の形状は平滑面部を有し、その平滑面
部を滑走しうる免震ローラー・滑り支承５とから
構成してある。

材料・材質はテフロン（登録商標）加工等の低
摩擦材使用と潤滑油含有メタル等の低摩擦材によ
り被覆された免震皿４および免震ローラー・滑り
支承５、大地震のみの免震を考えると少々摩擦抵
抗の大きい鋼材またはステンレス材等の錆びない
程度の材料でも良い。

また免震皿４と免震ローラー・滑り支承５の上
下関係は第９図、第８図に示されるように免震皿
４が上で免震ローラー・滑り支承５が下の場合ま
たはその逆の場合の両方がある。

地面と建物の間の低摩擦材使用と低摩擦材で被
覆された免震皿４と免震ローラー・滑り支承５と
を設けて支持し、これらにより地面と建物の間の
摩擦抵抗を少なくして建物への地震入力を抑え
る。

外れ防止装置Ｅは最大地震時の免震皿からのは
みだしを防ぐもので、実施例は第９図、第１０
図、第１１図、第１３図に示される。第９図は免
震装置Ｄを兼ねた場合の実施例で第１０図、第１
１図、第１３図は後述されるように免震装置Ｄお
よび引抜き防止装置Ｆを兼ねた場合の実施例であ
る。また第１３図は後述されるように固定ピン装
置Ｇを兼ねている。

最大地震時の免震ローラー・滑り支承の免震皿
からのはみだしを防ぐために、建物重量・形状と
免震復元装置Ｃの減衰度とによつて決まる地震水
平力に合致した強度を持つ外れ止めを付ける。ま
たぶつかつた場合のシヨツクを防ぐために第１０
図、第１１図、第１３図に示されるようにゴム等
の緩衝材６を設ける。また外れ止め部材は第９図
のように一方向止め、第１０図、第１１図、第１
３図のように二方向止めの場合がある。さらに外
れ止め部材も上に付く場合、下に付く場合の両方
がある。

引抜き防止装置Ｆは免震される建物と基礎部等
の間に設けられて両者間の引抜き力に対処する。
横幅に対して高さの高い建物等に使用する場合に
生じる地震時のロツキング防止また高さの方が水
平長さより大きい塔状建物の転倒防止または軽量
建物など強風時の風圧による引抜き、転倒またロ
ツキングに対処する。実施例は第１０図、第１１
図、第１３図に示される。但し第１０図、第１１
図、第１３図に示される引抜き防止装置Ｆは上述
のように免震装置Ｄおよび外れ防止装置Ｅを兼ね
た場合の実施例である。さらに第１３図は後述さ
れるように固定ピン装置Ｇを兼ねている。

免震される建物と基礎部等の両者間に設けるも
ので、真横に細長く開口したスライド孔を有する
上部スライド部材と下部スライド部材とから構成
してあり、一方を免震される建物に、もう一方を
基礎部等に設けて、前記上下スライド部材は互い
に双方のスライド孔に当該スライド孔の範囲内で
互いに交差する方向にスライドできるように係合
してある。建物重量・形状によつて決まる地震力
に合わせた上下スライド部材を付ける。

固定ピン装置Ｇは軽量建物などの強風時に免震
機構が稼動しないように対処するもので実施例は
第１２図、第１３図に示される。また第１３図に
示されるように強風時等の風圧による引抜きに対
してはピンがナツト止めされた形で対処する。ま
た第１３図の免震機構装置は前述した外れ防止装
置Ｅおよび引抜き防止装置Ｆをも兼ねた複合機能
装置である。

免震される建物と基礎部等を固定するピンとそ
の挿入穴からなる。一定以上の地震時に切断する
ように建物重量に合わせてピンを設計してあり、
切断とともに免震機構が稼動するものでピンに切
断線を入れる方法もある。また大きい風圧時にの
みピンを差し込む方法もある。また風圧センサー
で一定風圧以上の場合にピンが差し込まれる方法
もある。また強風時等の風圧による引抜き、転倒
またロツキングに対してピンがナツト止めされる
形の固定ピン装置を採用して対処する。また固定
ピンと挿入穴の関係は固定ピンが上で挿入穴が下
の場合またその逆の場合の両方がある。

実施に際しては以下の複合機能装置が考えられ
る。

(1) 免震装置＋外れ防止装置 第９図は免震装置Ｄと外れ防止装置Ｅの複合
機能装置で効果も合せ持つ。

(2) 免震装置＋外れ引抜き防止装置 第１０図、第１１図は接触面が低摩擦材等で
構成された上下の外れ引抜き防止部材が互いに
接してスライドし免震装置Ｄをも兼用し外れ引
抜き防止装置との複合機能装置で効果も合せ持
つ。

(3) 免震装置＋外れ引抜き防止装置＋固定ピン装
置 第１３図も同様に、接触面が低摩擦材等で構
成された上下の外れ引抜き防止部材が互いに接
してスライドし免震装置をも兼用して外れ引抜
き防止装置と固定ピン装置Ｇとの複合機能装置
で効果も合せ持つ。

さらにその他、単一機能装置同士が合さつた
種々の複合装置が考えられる。

以上の免震機構装置の適宜組合せにより、免震
機構が構成される。以上述べた免震機構装置をす
べて使用すればどのような種類の建物にも適用可
能であるが、それは不経済であり、その建物特性
に合わせて必要な機能のものを選択すれば良い。
以下整理すれば次のようになるが、効果も以下に
示されるように各免震機構装置の持つ上述した効
果の組合せの範囲内で、免震機構装置が欠ける
分、その装置の機能が欠けて適用範囲が狭まつて
ゆく。

(1) 免震復元装置Ｃのみによる免震機構 免震復元装置Ｃのみによる免震機構で、実施
例は第１４図−１、第１４図−２に示される。

風圧による引抜き、稼動の心配がない重量建
物で地震時のロツキング、転倒の心配のない高
さより水平長さが大きい偏平建物などに適用可
能である。免震皿の大きさは最大地震時の想定
よりも余裕を見る必要がある。

(2) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄによる免震機構 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄとによる免震機
構で実施例は第１６図に示される。

風圧による引抜き、稼動の心配がない重量建
物で地震時のロツキング、転倒の心配のない高
さより水平長さが大きい偏平建物などに適用可
能である。免震皿の大きい最大地震時の想定よ
りも余裕を見る必要がある。

建物重量との関係で必要量の免震復元装置Ｃ
を一定間隔に設けて他は免震装置Ｄで済ます。
そのことでコスト低減化を可能にする。

(3) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装置
Ｅによる免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、外れ防止装置Ｅによる免
震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装
置Ｅによる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構（例：免震＋外れ防止装置等） ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。

風圧による引抜き、免震稼動の心配がない重
量建物で高さより水平長さが大きい偏平建物な
どに適用可能である。

外れ防止装置付きなので免震皿の大きさは最
大地震時の想定からの算出で良い。

(4) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、引抜き防止装
置Ｆによる免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、引抜き防止装置Ｆによる
免震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、引抜き防止
装置Ｆによる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構（例：免震復元＋引抜き防止装置、免震＋
引抜き防止装置等） ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。

横鋼に対して高さの高い建物等に使用する場
合に生じるロツキング防止また高さの方が水平
長さより大きい塔状建物時の転倒防止が可能で
ある。

そのため風圧による稼動の心配がない重量建
物で高さの方が水平長さより大きい塔状建物時
などにも適用可能である。免震皿の大きさは最
大地震時の想定よりも余裕を見る必要がある。

(5) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、固定ピン装置
による免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、固定ピン装置Ｇによる免
震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、固定ピン装
置Ｇによる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構 ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。

強風時の風圧に免震機構が稼動しないように
対処する。また大きい風圧時にのみピンを差し
込むことも考えられる。また風圧センサーで一
定風圧以上の場合にピンが差し込まれる方法も
ある。また強風時等の風圧による引抜きに対し
てはピンがナツト止めされた形で対処する。

そのため強風時等の風圧に免震機構が稼動す
るような軽量建物などにも適用可能である。

免震皿の大きさは最大地震時の想定よりも余
裕を見る必要がある。

(6) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装置
Ｅ、引抜き防止装置Ｆによる免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、外れ防止装置Ｅ、引抜き
防止装置Ｆによる免震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装
置Ｅ、引抜き防止装置Ｆによる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構（例：外れ引抜き防止装置等） ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。

横幅に対して高さの高い建物等に適用する場
合に生じるロツキング防止また高さの方が水平
長さより大きい塔状建物の転倒防止が可能であ
る。外れ防止装置付きなので免震皿の大きさは
最大地震時の想定からの算出で良い。

そのため風圧による稼動の心配がない重量建
物で特に高さの方が水平長さより大きい塔状建
物時などにも適用可能である。

(7) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装置
Ｅ、固定ピン装置Ｇによる免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、外れ防止装置Ｅ、固定ピ
ン装置Ｇによる免震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装
置Ｅ、固定ピン装置Ｇによる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構 ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。

強風時の風圧に免震機構が稼動しないように
対処できる。また大きい風圧時にのみピンを差
し込むことも考えられる。また強風時等の風圧
による引抜きに対してピンがナツト止めされた
形で対処する。外れ防止装置付きなので免震血
の大きさは最大地震の想定からの算出で良い。

そのため強風時の風圧に免震機構が稼動する
ような軽量建物にも適用可能である。

(8) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、引抜き防止装
置Ｆ、固定ピン装置Ｇによる免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、引抜き防止装置Ｆ、固定
ピン装置Ｇによる免震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、引抜き防止
装置Ｆ、固定ピン装置Ｇによる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構（例：引抜き防止＋固定ピン装置等） ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。

横幅に対して高さの高い建物等に適用する場
合に生じるロツキング防止また高さの方が水平
長さより大きい塔状建物時の転倒防止が可能で
ある。また軽量建物の強風時の風圧による引抜
き、転倒またロツキングに対処でき、強風時の
風圧に免震機構が稼動しないようにも対処でき
る。また大きい風圧時にのみピンを差し込むこ
とも考えられる。また風圧センサーで一定風圧
以上の場合にピンが差し込まれる自動化された
方法もある。

そのため高さの方が水平長さより大きい塔状
建物また軽量建物などにも適用可能である。免
震皿の大きさは最大地震時の想定よりも余裕を
見る必要がある。

(9) 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装置
Ｅ、引抜き、防止装置Ｆ、固定ピン装置Ｇによ
る免震機構 ａ 免震復元装置Ｃ、外れ防止装置Ｅ、引抜き
防止装置Ｆ、固定ピン装置Ｇによる免震機構 ｂ 免震復元装置Ｃ、免震装置Ｄ、外れ防止装
置Ｅ、引抜き防止装置Ｆ、固定ピン装置Ｇに
よる免震機構 ｃ また同じ機能の複合機能装置による免震機
構（例：外れ引抜き防止＋固定ピン装置等） ａ、ｂは上記(2)のコスト低減化の判断から採
用する。実施例は第１５図に示される。

横幅に対して高さの高い建物等に使用する場合
に生じるロツキング防止また高さの方が水平長さ
より大きい塔状建物時の転倒防止が可能である。
また軽量建物の強風時の風圧による引抜き、転倒
またロツキングに対処でき、強風時の風圧に免震
機構が稼動しないようにも対処できる。また大き
い風圧時にのみピンを差し込むことも考えられ
る。また風圧センサーで一定風圧以上の場合にピ
ンが差し込まれる自動化された方法もある。外れ
防止装置付きなので免震皿の大きさは最大地震時
の想定からの算出で良い。

そのため高さの方が水平長さより大きい塔状建
物時かつ強風時の風圧に免震機構が稼動するよう
な軽量建物などにも適用可能である。

〔発明の効果〕

この発明の各種の免震機構装置の組合せの選択
により、小規模から大規模、軽量から重量建物、
偏平建物から塔状建物さらに複雑な形態の建物ま
で適用範囲が広い。

また重力式を採用しているので大規模の建物で
も免震装置が容易に作製可能であり、しかも機構
が単純でローコスト化が可能であり、小規模建
物、ローコスト建物でも適用可能である。

また風では稼動せず、しかも免震性が高いので
軽量建物まで適用可能である。

また地震時および強風時の引抜きに対処して転
倒およびロツキング防止できるので塔状建物にま
で適用可能であり、さらに複雑な形態の建物にお
いても地震時・強風時に生じる免震面に働く様々
な大きさの圧縮、引張り力に対応でき、転倒およ
びロツキングを防止する。

そして以上の組合せからより複雑な建物まで適
応できる。

また静止摩擦係数と動摩擦係数の違いを生かし
た動力方式の免震復元装置により、風程度では動
きにくい割りに、ある一定以上の大きさの地震に
対して一旦動き出せば、免震性が優れて高い。

また固定ピン方式により、免震性を高くして軽
い地震にも免震して、しかも強風時には揺れない
ということが可能になる。地震では現在のところ
予想できないが、風は気象情報で予想可能なた
め、風圧の大きいときは前もつて固定ピンを差し
込み、普段は外しておくことにより、軽い地震で
も免震するような免震性が高い免震機構でも、強
風時に免震機構が働かず、強風時の建物が揺れる
という問題も解決する。また風圧センサーで一定
風圧以上の場合にピンが差し込まれる方法もあ
る。また積層ゴム方式よりも摩擦抵抗が少なく、
高い免震性が得られる。

地震時の免震に対して元の位置に重力式で復元
する方式のため、小さくかつ厚みも大きくなく、
コンパクトになり、また複合機能装置の採用によ
り、さらに省スペースが可能となる。

また複雑でなく簡易なため大規模から小規模装
置まで低コスト化が図れる。また規模化が可能で
工業化も容易でより低コスト化が図られ、普及性
も高い。また建物特性に応じて適宜装置の組合せ
を選択してさらに低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図１，２，３、第２図１，２，３、第３図
１，２，３、第４図１，２，３、第５図１，２，
３、第６図１，２，３、第７図１，２，３、第８
図１，２，３、第９図１，２，３、第１０図１，
２，３、第１１図１，２，３、第１２図１，２，
３、第１３図１，２，３は各免震機構装置の斜視
図、断面図、第１４図１，２、第１５図、第１６
図は免震機構の構成を示す斜視図である。 Ａ……指示され免震される構造体、Ｂ……支持
する構造体および基礎、Ｃ……免震復元装置、Ｄ
……免震装置、Ｅ……外れ防止装置、Ｆ……引抜
き防止装置、１……構造体の梁、２……構造体の
梁および基礎部分、３……免震皿、４……免震
皿、５……免震ローラー・滑り支承、６……緩衝
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 免震される建物と基礎部等の両者間に設けら
   れ、真横に細長く開口したスライド孔を有する上
   部スライド部材と下部スライド部材とを、互いに
   交差する方向にスライドできるように双方のスラ
   イド孔に係合することにより構成され、かつ、前
   記上部スライド部材を免震される建物に、下部ス
   ライド部材を基礎部等に設けることにより構成さ
   れてなることを特徴とする免震機構装置。 ２ 免震される建物と基礎部等の両者間に設けら
   れ、真横に細長く開口したスライド孔を有する上
   部スライド部材と下部スライド部材とを、互いに
   交差する方向にスライドできるように双方のスラ
   イド孔に係合することにより構成され、かつ、前
   記上部スライド部材を免震される建物に、下部ス
   ライド部材を基礎部に設け、かつ免震される建物
   と基礎部等を固定するピンとその挿入穴とを有
   し、前記ピンは風力を受けることにより免震機構
   の作動状態を固定状態とする機能を持ち、かつ、
   前記ピンおよびその挿入穴のうち、一方を免震さ
   れる建物に、もう一方に基礎部等に設けることに
   より構成されてなることを特徴とする免震機構装
   置。 ３ 免震される建物と基礎部等の両者間に設けら
   れ、真横に細長く開口したスライド孔を有する上
   部スライド部材と下部スライド部材とを、互いに
   交差する方向にスライドできるように双方のスラ
   イド孔に係合することにより構成され、かつ、前
   記上部スライド部材を免震される建物に、下部ス
   ライド部材を基礎部等に設け、かつ凹曲滑り面部
   を有する免震皿と当該免震皿の凹曲滑り面部を滑
   走しうる免震ローラー若しくは滑り支承を有し、
   かつ、前記免震皿および免震ローラー若しくは滑
   り支承のうち、一方を免震される建物に、もう一
   方を基礎部に設けることにより構成されてなるこ
   とを特徴とする免震機構装置。 ４ 免震される建物と基礎部等の両者間に設けら
   れ、真横に細長く開口したスライド孔を有する上
   部スライド部材と下部スライド部材とを、互いに
   交差する方向にスライドできるように双方のスラ
   イド孔に係合することにより構成され、かつ、前
   記上部スライド部材を免震される建物に、下部ス
   ライド部材を基礎部等に設け、かつ平滑面部を有
   する免震皿と当該免震皿の平滑面部を滑走しうる
   免震ローラー若しくは滑り支承を有し、かつ、前
   記免震皿および免震ローラー若しくは滑り支承の
   うち、一方を免震される建物に、もう一方を基礎
   部等に設けてなることにより構成されてなること
   を特徴とする免震機構装置。 ５ 免震される建物と基礎部等の両者間に設けら
   れ、真横に細長く開口したスライド孔を有する上
   部スライド部材と下部スライド部材とを、互いに
   交差する方向にスライドできるように双方のスラ
   イド孔に係合することにより構成され、かつ、前
   記上部スライド部材を免震される建物に、下部ス
   ライド部材を基礎部等に設け、かつ免震皿の凹曲
   滑り面部若しくは平滑面部を滑走する免震ローラ
   ー若しくは滑り支承が前記凹曲滑り面部若しくは
   平滑面部の外側に外れるのを阻止するための外れ
   止め部材を備えてなることを特徴とする免震機構
   装置。