JPH10317723A - 免震構造物のダンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免震装置の作動制限要素であるダンパ装置に
対して特別の対策を施すことなく、簡単でかつ安価な機
構を用いて地上構造物である免震住宅の上方への浮き上
がりを阻止する。 【解決手段】 地盤１と住宅２の間に介装した免震装置
３が可動許容範囲を越えてオーバストロークするのを阻
止するために、当該免震装置３と並べて地盤１と住宅２
との間に免震装置３の作動制限要素であるダンパ装置５
を地盤１に沿って介装し、かつ、ダンパ装置５の途中を
跨いで地盤１側にストッパ部材２２を固定して設け、こ
れらダンパ装置５とストッパ部材２２との間に免震装置
３の作動に伴うダンパ装置５の揺動を許容する逃げ用の
隙間ｄを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地盤と構造物と
の間に設置した免震装置が可動許容範囲を越えてオーバ
ストロークするのを阻止する免震構造物のダンパ装置に
関し、特に、当該ダンパ装置によって免震構造物の上方
への浮き上がりをも制限することのできる免震構造物の
ダンパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地震の際の揺れを吸収する免震
構造物は、地盤と地上構造物との間に介装した免震装置
が可動許容範囲を越えてオーバストロークすると免震作
用が不能となり、以後、地震の際の揺れを吸収すること
ができなくなるので当該オーバストロークを阻止してや
る必要がある。

【０００３】しかも、これと併せて、免震構造物が一般
の住宅のように比較的小規模の構造物であった場合に
は、当該免震構造物である住宅が前後左右へとあらゆる
方向に動き易くなるので強風によっても住宅が横に揺れ
動き、住宅内に居る人に不安を与えたり或いは什器類が
転倒または落下してそれらを傷める恐れがある。

【０００４】そこで、このような免震住宅にあっては、
例えば、図２に示すように、地盤１と住宅２との間に免
震装置３と並べて当該免震装置３の作動制限要素４を水
平方向へと向けて介装し、当該作動制限要素４で免震装
置３のオーバストロークと強風下での住宅２の横揺れを
阻止してやることが望ましい。

【０００５】このような観点から、これまでは、免震装
置３の作動制限要素４として図３に示すようなダンパ装
置５を用い、このダンパ装置５のシリンダ６とピストン
ロッド７に設けた両端のブラケット８，９を地盤１と住
宅２側の取付部１０，１１にそれぞれ水平方向へと向け
て揺動可能に取り付けている。

【０００６】かくして、地震の発生に伴い免震装置３が
オーバストロークして免震作用が不能なるのをダンパ装
置５のフルストローク端への動作で阻止し、かつ、併せ
て通常時での強風による住宅２の横揺れをもダンパ装置
５のダンピング作用で抑えて吸収するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これとても、
大地震や竜巻等の発生によって住宅２が上向きの外力を
受けたとすると、免震装置３の部分から分離して住宅２
が浮き上がったり落下を起こし、そのときの衝撃で住宅
２や免震装置３に損傷を与えてしまうという安全面での
問題が危惧される。

【０００８】勿論、このような危惧を除去するために
は、住宅２の浮き上がり力を考慮してダンパ装置５の両
端取付部１０，１１における強度を上げ、当該ダンパ装
置５で住宅２の浮き上がりを抑えてやるようにすればよ
い。

【０００９】しかし、そうとは言っても、ダンパ装置５
の両端取付部１０、１１に標準の大きさのブラケット
８，９を用いてやったのでは、両端取付部１０、１１の
間隔Ｂに比べて各取付部１０、１１における有効対抗幅
ｂが極めて小さくなる。

【００１０】このことから、住宅２に作用した上向き外
力Ｆでこれら両端取付部１０，１１の単位有効面積に加
わる反力ｆは、「ｆ＝Ｂ／ｂ×Ｆ，ｆ＞Ｆ」と著しく増
幅された形となって作用し、したがって、この反力ｆを
標準型のブラケット８，９で受け止めることは到底でき
ない。

【００１１】そのために、ダンパ装置５の両端取付部１
０，１１は、必然的に上記の単位有効面積当りの反力ｆ
に対して充分に耐え得るように極めて頑丈な構造のもの
としてやらなればならず、その結果、重量が著しく増大
して取り扱いに不便が生じるという問題点が生じる。

【００１２】また、そればかりでなく、ブラケット８，
９を標準型のものでなく特別のものにするということは
コスト的にも高騰することになるので、一般住宅のよう
な小規模の住宅２にはコストの面で不利となって直ちに
は適用し難いという問題点をも生じることになる。

【００１３】したがって、この発明の目的は、ダンパ装
置に対して特別の対策を施すことなく、簡単でかつ安価
な機構を用いて住宅の上方への浮き上がりをも阻止する
ことのできる免震構造物のダンパ装置を提供することで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、この発
明において、地盤と構造物との間に設置した免震装置が
可動許容範囲を越えてオーバストロークするのを阻止す
るために、免震装置と並べて地盤と構造物との間に免震
装置の作動制限要素であるダンパ装置を地盤に沿って介
装した免震構造物において、地盤側にダンパ装置の途中
を跨いでストッパ部材を固定し、かつ、ストッパ部材と
ダンパ装置との間に免震装置の作動に伴うダンパ装置の
揺動を許容する逃げ用の隙間を設けることで達成され
る。

【００１５】すなわち、上記のように構成することで、
免震装置の作動に当りダンパ装置とストッパ部材との間
に設けた逃げ用の隙間でダンパ装置の本来の役目である
伸縮動作を阻害することはない。

【００１６】これによって、地震による地盤と住宅の横
方向への相対変位に伴ってダンパ装置が伸縮動作し、免
震装置とダンパ装置で地震の振動を吸収して住宅の横揺
れを抑えると共に、ダンパ装置がフルストローク端へと
達することで免震装置のオーバストロークを制限し、免
震作用が不能になるのをも阻止する。

【００１７】また、同様にして、強風の発生時における
住宅の横揺れをも、当該住宅の横揺れに伴って伸縮動作
するダンパ装置のダンピング作用で抑えて阻止すること
になる。

【００１８】それに対して、大地震や竜巻等の発生で住
宅に加わった上方への浮き上がり力は、住宅の浮き上が
りに伴って上方へと揺動するダンパ装置がストッパ部材
に当接することで受け止めて抑える。

【００１９】その結果、住宅の浮き上がり力を受け止め
るダンパ装置の有効対抗幅ｂが大幅に増大して、これら
受け止め部の単位有効面積当りに加わる反力ｆが著しく
低下する。

【００２０】そのために、ダンパ装置の両端取付部に標
準の大きさのブラケットを用いたとしても上記反力ｆに
対して充分に耐えることができ、ダンパ装置自体の重量
の増大とコストの高騰とをもたらすことなく、一般住宅
のような小規模の免震住宅への使用に適したダンパ装置
とすることができる。

【００２１】このようにして、地震による地盤と住宅の
横方向への相対変位に伴ってダンパ装置が伸縮動作し、
免震装置とダンパ装置で地震の振動を吸収して住宅の横
揺れを抑えると共に、ダンパ装置がフルストローク端へ
と達することにより免震装置のオーバストロークを制限
して免震作用が不能になるのをも防止する。

【００２２】なお、上記した免震装置のオーバストロー
クは、地盤と並行した方向へのダンパ装置の揺動を許容
する部分のストッパ部材の逃げ用の隙間を免震装置の可
動許容範囲に適合して構成することにより、ダンパ装置
のフルストロークに頼ることなく或いはダンパ装置のフ
ルストロークにみによらず、ダンパ装置の軸線と交差す
る方向への住宅の動き量を当該部分の逃げ用の隙間によ
っても制限することが可能になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面の図１に基いて説明するに当り、図１では、免震
装置３の作動制限要素４であるダンパ装置５について例
示し、地盤１に対して一般住宅のような小規模の住宅２
を免震装置３で支持する構成については部分的に示すに
止どめる。

【００２４】免震装置３は、地盤１上に対して縦横に配
置した複数個の台座１２と、これら台座１２と対向して
住宅２の下面に設置した同数の支持脚１３（図１ではそ
の一つのみを示す）とを有する。

【００２５】この実施の形態の場合、地盤１側に配置し
た台座１２は、受面である上面を周辺部に向って登り勾
配となる円錐状の凹部１４として形成し、それによっ
て、中心の部分が最も低くなるように作ってある。

【００２６】それに対して、住宅２の下面に設置した支
持脚１３の下端には、それぞれ大径のスチールボール１
５を支持脚１３内の図示しない多数の小径スチールボー
ルで転動自在に支持し、これらスチールボール１５を支
持脚１３の下面から突出して設けている。

【００２７】そして、住宅２を支持脚１３のスチールボ
ール１５を通して地盤１側における台座１２の凹部１４
上に載せ、これにより、通常の状態において住宅２の重
力でスチールボール１５を凹部１４の中心部分に位置さ
せると共に、これらスチールボール１５を転動させつつ
住宅２を地盤１に対して横方向へとあらゆる向きに相対
変位可能に移動し得るようにしている。

【００２８】また、特に図示はしないが、この場合にお
いて、住宅２と支持脚１３の間に弾性材を介装し、住宅
２を地盤４に対して上下方向へも相対変位可能に動き得
るようにしてある。

【００２９】一方、免震装置３の作動制限要素４である
ダンパ装置５は、シリンダ６とピストンロッド７に設け
た両端のブラケット８，９を備え、これらブラケット
８，９と対応して地盤１と住宅２にそれぞれ設置台１
６，１７を起立および垂下して設けてある。

【００３０】設置台１６，１７からは、互に対向してフ
ランジ１８，１９を水平方向へと向けて突設し、これら
フランジ１８，１９にダンパ装置５の両端ブラケット
８，９を垂直軸２０，２１でそれぞれ連結している。

【００３１】このようにして、ダンパ装置５の両端であ
るシリンダ６とピストンロッド７の端部を各取付部１
０，１１により地盤１と住宅２に連結し、地盤１と住宅
２との間にダンパ装置５を水平方向に向けて揺動可能に
配置してある。

【００３２】なお、図１にあっては、一本のダンパ装置
５のみを示してあるが、当該ダンパ装置５は複数本を一
組として少なくとも二方向に向きを変え、これらを上記
のようにして地盤１と住宅２との間に配置してある。

【００３３】また、ダンパ装置５の中間部分であるシリ
ンダ６の先端側と対向する地盤１上には、ダンパ装置５
のシリンダ６を跨いで門型状に形成したストッパ部材２
２を固定して設け、かつ、ストッパ部材２２とシリンダ
６との間に逃げ用の隙間ｄを持たせている。

【００３４】しかも、この場合において、ストッパ部材
２２におけ上方部分２３の内面とシリンダ６の上面との
間の逃げ用の隙間ｄは、前記免震装置３の台座１２にお
ける凹部１４のテーパ高さｈに相当する寸法としてい
る。

【００３５】それに対して、ストッパ部材２２における
左右部分２４の内面とシリンダ６の両側面との間の逃げ
用の隙間ｄ（図示せず）は、免震装置３の可動許容範囲
ａに亙る動作を可能にする寸法或いはそれよりも大きい
寸法を持たせて構成したのである。

【００３６】次に、以上のようにして構成した免震装置
３の作用とそれに併設した免震装置３の作動制限要素４
であるダンパ装置５の作用について説明する。

【００３７】通常時にあっては、住宅２の重力で免震装
置３を構成する支持脚１３のスチールボール１５が地盤
１側における台座１２の凹部１４の最も低い中心部分に
転がり込むことで、台座１２と支持脚１３を通して地盤
１上に住宅２を静止状態で支持している。

【００３８】そして、この状態でダンパ装置５は、シリ
ンダ６の上面および両側面とストッパ部材２２の上方部
分２３および左右部分２４との間に所定の間隔（寸法）
を保持して逃げ用の隙間ｄを確保しながら、かつ、中間
ストローク位置を保って地盤１と住宅２を水平方向に結
んでいる。

【００３９】ここで、今、上記の状態から地震が発生し
たとすると、地盤１側における台座１２の凹部１４の斜
面で住宅２側のスチールボール１５を転動させながら、
地盤１と住宅２の相対変位に伴いダンパ装置５が上方お
よび水平方向へと揺動しつつ伸縮動作する。

【００４０】しかし、このダンパ装置５の上方への揺動
は、シリンダ６の上面とストッパ部材２２の上方部分２
３の間にある逃げ用の隙間ｄで逃げ、かつ、水平方向へ
の揺動は、ストッパ部材２２の左右部分２４の内面とシ
リンダ６の両側面との間にある逃げ用の隙間ｄでそれぞ
れ逃げる。

【００４１】また、地震の大きさによっては、免震装置
３が可動許容範囲ａを越えてオーバストロークを起こ
し、台座１２がスチールボール１５から外れてしまう恐
れがあるが、このときには、ダンパ装置５がフルストロ
ーク端に達することで免震装置３のオーバストロークを
抑えて免震作用が不能になるのを阻止する。

【００４２】なお、上記にあっては、免震装置３のオー
バストロークをダンパ装置５のフルストロークによって
抑えるようにしたが、前記したようにダンパ装置５は複
数本を一組として少なくとも二方向に向きを変えて地盤
１と住宅２との間に配置してある。

【００４３】そのために、地盤１と住宅２のあらゆる方
向への相対変位に伴って必ず水平方向へと向って揺動す
るものがあることから、ストッパ部材２２における左右
部分２４の内面とシリンダ６の両側面との間にある逃げ
用の隙間ｄを、免震装置３が可動許容範囲ａの終端に達
したときにシリンダ６の側面がストッパ部材２２の左右
部分２４に当接して止められる寸法にしておく。

【００４４】これによって、ダンパ装置５のフルストロ
ークに頼ることなく、または、両方を併用して免震装置
３のオーバストロークを抑えることもできる。

【００４５】かくして、凹部１４とスチールボール１５
の相対変位に伴い免震装置３を動作させながら、しか
も、当該免震装置３動作に伴って伸縮動作するダンパ装
置５でダンピング作用を加えつつ、地震の振動が住宅２
に伝わるのを抑えて住宅２の横揺れを吸収することにな
る。

【００４６】しかも、上記において、住宅２と支持脚１
３との間に弾性材を介装しておくようにすれば、住宅２
に生じる上下方向の振動をもこれら弾性材によって吸収
することができる。

【００４７】このようにして、免震装置３とダンパ装置
５により地震の振動が住宅２に伝わるのを抑えて住宅２
の横揺れを吸収すると共に、地震が収まると自動的にス
チールボール１５が凹部１４の中心部分へと戻ってダン
パ装置５を元の中間ストローク位置に戻し、通常の状態
へと復帰して次の地震の発生に備えることになる。

【００４８】一方、免震装置３で支持した住宅２を風圧
で揺り動かすような強風が吹いてきた場合には、当該強
風によって住宅２が地盤１側との間に介装したダンパ装
置５を伸縮動作させつつ横揺れを起こそうとする。

【００４９】しかし、ダンパ装置５は、伸縮動作に伴い
ダンピング作用を行ってこれに抵抗することになるの
で、当該ダンパ装置５のダンピング作用によって強風に
よる住宅２の横揺れを吸収して抑えることになる。

【００５０】また、極く稀れのことではあるが、大地震
や竜巻等の発生により住宅２が上方へと浮き上がって免
震装置３におけるスチールボール１５が地盤１側の台座
１２から大きく離れようとするような事態が生じた場合
には、ダンパ装置５がシリンダ６の取付部１０を中心に
大きく上方へと向って揺動しようとする。

【００５１】しかし、この住宅２の上方への浮き上がり
に伴うダンパ装置５の上方への動きは、当該ダンパ装置
５におけるシリンダ６の上面がストッパ部材２２におけ
る上方部分２３の内面に当接して制限される。

【００５２】このことから、ダンパ装置５の両端取付部
１０，１１における有効対抗幅が図１に示すように「ｂ
＋ｃ」となって大幅に増大し、住宅２に発生した上向き
の外力Ｆによりこれら両端取付部１０，１１の単位有効
面積当りに加わる反力ｆが著しく低下する。

【００５３】そのために、ダンパ装置５の両端取付部１
０，１１に標準の大きさのブラケット８，９を用いたと
しても上記反力ｆに対して充分に耐えることができ、ダ
ンパ装置５自体の重量の増大とコストの高騰とをもたら
すことなく、一般住宅のような小規模の住宅への使用に
適したダンパ装置５とすることができる。

【００５４】なお、これまで述べてきた実施の形態にあ
っては、免震装置３として、地盤１側に設けた台座１２
の円錐状の凹部１４に住宅２側の支持脚１３に設けたス
チールボール１５を載せて住宅２を相対変位可能に支持
するようにしてきた。

【００５５】しかし、このようにする代りに、例えば、
地盤１側の台座１２と住宅２側の支持脚１３との間に単
に弾性材を介在させる等して、住宅２を地盤１に対し横
方向へと相対変位可能にしたその他の形式の免震装置を
用いてもよいことは言うまでもない。

【００５６】特に、このようにすれば、住宅２が当該弾
性材を撓ませつつ地盤１に対して水平方向だけでなく上
下方向へも弾性的に動くことになるので、先に述べた住
宅２と支持脚１３の間に弾性材を介装してやる必要もな
くなる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、地盤と構造物との間に設置した免震装置が可動許容
範囲を越えてオーバストロークするのを阻止するため
に、免震装置と並べて地盤と構造物との間に介装した免
震装置の作動制限要素であるダンパ装置に対して特別の
対策を施すことなく、地盤側にダンパ装置の途中を跨い
でストッパ部材を固定するという簡単でかつ安価な機構
を用いるだけで、免震装置のオーバストロークの阻止と
地震および強風による免震構造物の横揺れ防止とを図り
つつ、大地震や竜巻等の発生時における免震構造物の上
方への浮き上がりをも制限することができる。

【００５８】また、請求項２の発明によれば、上記の効
果に加えて、免震装置のオーバストロークの阻止をダン
パ装置のストローク端への動作のみに頼ることなく、ス
トッパ部材をも利用して、または、ストッパ部材のみを
利用して免震装置のオーバストロークを阻止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による免震構造物の上方への浮き上が
り防止用のストッパ部材を備えた免震構造物のダンパ装
置を示す要部の部分図である。

【図２】免震装置のオーバストロークを阻止する作動制
限要素を備えたこれまでの免震構造物を簡略化して示す
概念図である。

【図３】同上の作動制限要素であるダンパ装置を示す外
観図である。

【符号の説明】

ａ 有効対抗幅の増大分 Ｂ ダンパ装置の両端取付部の間隔 ｂ 有効対抗幅 ｃ 有効対抗幅の増大分 ｄ ダンパ装置とストッパ部材間の隙間 Ｆ ダンパ装置の両端取付部に加わる上向きの外力 ｆ 同じく両端取付部の単位有効面積に加わる反力 ｈ 免震装置における円錐状凹部のテーパ高さ １ 地盤 ２ 構造物である住宅 ３ 免震装置 ４ 免震装置の作動制限要素 ５ 作動制限要素であるダンパ装置 ８，９ ダンパ装置の取付用ブラケット １６，１７ ダンパ装置の設置台 １８，１９ 設置台に設けたフランジ ２２ ストッパ部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤と構造物との間に設置した免震装置
   が可動許容範囲を越えてオーバストロークするのを阻止
   するために、免震装置と並べて地盤と構造物との間に免
   震装置の作動制限要素であるダンパ装置を地盤に沿って
   介装した免震構造物において、地盤側にダンパ装置の途
   中を跨いでストッパ部材を固定し、かつ、ストッパ部材
   とダンパ装置との間に免震装置の作動に伴うダンパ装置
   の揺動を許容する逃げ用の隙間を設けたことを特徴とす
   る免震構造物のダンパ装置。
2. 【請求項２】 免震装置の作動に伴うダンパ装置の揺動
   を許容する逃げ用の隙間を免震装置の可動許容範囲に適
   合して設定した請求項１の免震構造物のダンパ装置。