JPH116541A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型の構築物向けの免震装置を設けるにあた
って、資材量や作業量をいたずらに増大させずして、工
期の短縮化やコストの低廉化を可能にし、その汎用性の
向上を図る。 【解決手段】 下方部材とされて固定側たる基礎面Ｂに
立設されるシリンダ１に対して上方部材とされて可動側
たる構築物Ａに連繋されるロッド２を出没可能に挿入す
る複数本のオイルダンパＤがシリンダ１内にロッド２の
挿入で形成されてロッド反力を設定する油圧室１ａを有
してなると共に、この油圧室１ａがロッド２の下端に配
在の絞り２ａを介してロッド２内に形成の容室２ｂに連
通されてなり、この容室２ｂ内に油面Ｏを境にして区画
されるガス室が外部に配在の高さ調整弁４を介して同じ
く外部に配在のガス圧供給源５に連通されてなると共
に、高さ調整弁４がシリンダ１に対するロッド２の出没
量に応じて上記ガス室に対するガス圧の給排を実現する
ように設定されてなる。

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、免震装置に関
し、特に、大型の構築物における免震に利用する免震装
置の改良に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】旧来、地震に対する構築物に
おける免震は、主として、二次元方向たる水平二方向の
みで実現されるとしてきたが、近年では、重量の大きい
構築物、特に、コンクリートでラーメン構造に形成され
る大型の構築物にあっては、さらに上下方向での免震を
も実現して構築物の崩壊を防ぐとする傾向にある。

【０００３】そこで、この重量の大きい大型の構築物に
おける地震に起因する崩壊などを防止する免震装置とし
ては、たとえば、特開平７−１５０８１０号公報に開示
のものがある。

【０００４】そして、この従来提案とされる免震装置
は、構築物と地表側となる基礎面との間に水平二方向に
オイルダンパなどのダンパ類を配在して、このダンパ類
によって基礎面からの水平動エネルギーを消散する一方
で、構築物と基礎面との間に積層ゴムで弾性支持された
中間基盤を有すると共に、この中間基盤と構築物との間
にバネとこのバネに並列するオイルダンパを有してなる
としている。

【０００５】そして、オイルダンパは、その伸縮時に減
衰作用をするのはもちろんのこと、構築物の重心を挟む
ように配在されて互いに一対となるオイルダンパ間にお
いては、膨縮する油室がいわゆるタスキ掛けに設定され
た通路で連通されていて、構築物のロッキングを抑制す
るように設定されている。

【０００６】それゆえ、この提案にあっては、中間基盤
が下方の積層ゴムで弾性支持されながら構築物をオイル
ダンパの併存下にバネで弾性支持することから、積層ゴ
ムおよびバネで基礎面からの水平動を緩和すると共に、
オイルダンパで基礎面からの上下動エネルギーを消散す
ることが可能になり、かつ、構築物のロッキングをも制
御しながら所望の免震を実現し得ることになるが、その
反面、以下の不具合があると指摘され得る。

【０００７】すなわち、まず、中間基盤を設けるとして
いるから、その分、資材量や作業量が増え、さらには、
工期を要し、結果的に免震装置のコストを高くする不具
合がある。

【０００８】つぎに、構築物は、オイルダンパの併存下
ではあるが、中間基盤上に個々に配置されたバネで支持
されるとしているから、構築物を強制的に変形させるこ
とになる危惧がある。

【０００９】すなわち、構築物における荷重は、全体的
には一定であるが、部分的には荷重に大小があり、した
がって、部分的にそれぞれの荷重に応じてバネ力を設定
しないと構築物に変形を招来させることになり、構築物
に亀裂を生じさせて崩壊させ易くなる不具合がある。

【００１０】そして、この不具合をなくすには、構築物
の下端面における応力に大小がでないようにしなければ
ならず、たとえば、多数のバネの上端を一枚の板などで
連結して一体化するか、あるいは、構築物の下端面部に
中間基盤に匹敵する強度を有するようの設定された基盤
あるいは土台を設けなければならなくなる。

【００１１】その結果、多数のバネの上端を一枚の板な
どで連結するにしろ、中間基盤に匹敵する基盤などを設
けるにしろ、資材量や作業量が増えるのはもちろんのこ
と、工期を要し、結果的には免震装置のコストを一層高
くすることになる。

【００１２】この発明は、上記した事情を鑑みて創案さ
れたものであって、その目的とするところは、大型の構
築物向けの免震装置を設けるにあたって、資材量や作業
量をいたずらに増大させずして、工期の短縮化やコスト
の低廉化を可能にし、その汎用性の向上を期待するのに
最適となる免震装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、この発明の構成を、基本的には、下方部材とさ
れて固定側たる基礎面に立設されるシリンダに対して上
方部材とされて可動側たる構築物に連繋されるロッドを
出没可能に挿入する複数本のオイルダンパを有してなる
免震装置において、オイルダンパがシリンダ内にロッド
の挿入で形成されてロッド反力を設定する油圧室を有し
てなると共に、この油圧室がロッドの下端に配在の絞り
を介してロッド内に形成の容室に連通されてなり、この
容室内に油面を境にして区画されるガス室が外部に配在
の高さ調整弁を介して同じく外部に配在のガス圧供給源
に連通されてなると共に、高さ調整弁がシリンダに対す
るロッドの出没量に応じて上記ガス室に対するガス圧の
給排を実現するように設定されてなるとする。

【００１４】このとき、高さ調整弁は、機械的にシリン
ダに対するロッドの出没量を検出して開閉し、ガス室に
対するガス圧の給排を実行するように設定されるのが好
ましい。

【００１５】また、この発明の具体的な構成にあって
は、すべてのオイルダンパあるいは選択されたオイルダ
ンパがロッドの上端と構築物との間に積層ゴムを配在さ
せてなるとする。

【００１６】さらに、この発明の具体的な構成にあって
は、構築物の重心線を挟むように配在されて互いに一対
となるオイルダンパが構築物のロッキングを抑制するよ
うに設定されてなると共に、ロッドの上端と構築物との
間に転がり機構を配在させてなるとする。

【００１７】このとき、互いに一対となるオイルダンパ
は、それぞれシリンダ内にロッドに連設のピストンによ
って区画される同一容積の上方油室と下方油室とを有し
てなり、一方のオイルダンパにおける上方油室が他方の
オイルダンパの下方油室に、また、一方のオイルダンパ
における下方油室が他方のオイルダンパの上方油室にそ
れぞれ独立の油通路を介して連通されてなるとするのが
好ましい。

【００１８】そして、転がり機構は、低フリクション板
と平滑板の組み合せからなり、あるいは、低フリクショ
ン板に代えて、大径スチールボールもしくは複数の小径
スチールボールが選択されてなるとするのが好ましい。

【００１９】さらに、好ましくは、構築物のロッキング
を抑制する一対のオイルダンパにおいて、ロッドの上端
が球面構造下に構築物に連繋されてなるとする。

【００２０】なお、構築物と基礎面との間には、水平二
方向にオイルダンパなどのダンパ類が配在されていて、
このダンパ類によって基礎面からの水平動エネルギーを
消散するように設定されている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、図示した実施の形態に基
づいて、この発明を説明するが、図１に示すように、こ
の発明の一実施の形態による免震装置は、可動側たる構
築物Ａと固定側たる基礎面Ｂとの間に立設された複数本
のオイルダンパＤ１，Ｄ２を有してなる。

【００２２】なお、図示しないが、構築物Ａと基礎面Ｂ
との間には、水平二方向にオイルダンパなどのダンパ類
が配在されていて、このダンパ類によって基礎面Ｂから
の水平動エネルギーを消散するように設定されている。

【００２３】オイルダンパＤ１，Ｄ２は、所定の減衰作
用をするように設定されている点では同一であるが、図
示する実施の形態では、オイルダンパＤ２が構築物Ａの
重心Ｓを中心にして図中に矢印ａで示す方向に揺れる構
築物Ａのロッキングを抑制するように設定される関係上
で、オイルダンパＤ１より軸長を大きくするように設定
されている点で異なる。

【００２４】したがって、以下の本文中では、それぞれ
の固有の構成を説明するなどの要する場合を除いて、共
通事項を説明する限りには、図中に符示はしないが、単
にオイルダンパＤと称して説明する。

【００２５】すなわち、オイルダンパＤは、下方部材と
されて基礎面Ｂに固定的に立設されるシリンダ１と、上
方部材とされてシリンダ１に対して上下方向から出没さ
れるロッド２とを有してなり、シリンダ１内にロッド２
の挿入で形成される油圧室１ａがロッド２の下端に配在
の絞り２ａを介してロッド２内に形成される容室２ｂに
連通されてなるとしている。

【００２６】この容室２ｂは、言わばリザーバ室とされ
るもので、内部に油面Ｏを境にするガス室（符示せず）
を有してなり、このガス室が外部に配在のアキュムレー
タ３に連通すると共に同じく外部に配在の高さ調整弁４
を介して外部のガス圧供給源５に連通してなるとしてい
る。

【００２７】アキュムレータ３は、いわゆる温度保障を
しながら、ロッド２内のガス室と共にこのオイルダンパ
Ｄにおけるガスバネ作用をするもので、ガス圧供給源５
は、ガス室におけるガス圧を高低調整する、すなわち、
このガス室に実質的に連通するシリンダ１内の油圧室１
ａにおける油圧を高低調整して、この油圧室１ａにおけ
る油圧に基づくことになるこのオイルダンパＤにおける
ロッド反力を高低調整するように機能する。

【００２８】ちなみに、ガス圧供給源５は、図示する実
施の形態では、窒素ガスなどの不活性ガスを高圧下に蓄
圧するガスボンベとされているが、所定のガス圧の供給
を可能にすることからすれば、これに代えて、高圧コン
プレッサとされても良い。

【００２９】高さ調整弁４は、詳しくは図示しないが、
機械的にオイルダンパＤにおけるストローク量、すなわ
ち、シリンダ１に対するロッド２の出没量を検出してガ
ス室に対するガス圧の給排を行い、このガス室のガス圧
を高低調整することで、このオイルダンパＤにおける所
定のストローク位置を自動的に一定に保つように機能す
る。

【００３０】ちなみに、この高さ調整弁４が機械的にオ
イルダンパＤにおけるストローク量を検出するように設
定されることで、実態に則したより的確なガス室におけ
るガス圧の調整が可能になる点で有利となる。

【００３１】また、この高さ調整弁４は、作動遅れ特性
を具有していて、地震動のような短周期の位置変動に対
しては、作動しないように設定されている。

【００３２】それゆえ、このオイルダンパＤにあって
は、それぞれが構築物Ａ側からの荷重に応じたロッド反
力を具有することになり、したがって、前記した従来例
におけるバネの反力のように一律に設定されることがな
く、その結果、構築物Ａに対して変形を招来させないこ
とになる。

【００３３】一方、このオイルダンパＤは、図示する実
施の形態では、ロッド２の上端に構築物Ａの下端面側に
連繋される積層ゴム６を有してなり、この積層ゴム６
は、基礎面Ｂからの水平動を緩和するように機能する。

【００３４】なお、積層ゴム６の上下端にはそれぞれ補
強板６ａが一体に連設されており、この補強板６ａを介
して、ロッド２の上端に連設され、また、構築物Ａの下
端面側に連繋されるとしている。

【００３５】ちなみに、比較すれば短尺となるオイルダ
ンパＤ１にあっては、その上端、すなわち、積層ゴム６
の上端の補強板６ａが構築物Ａの相応する下端面に垂下
するように一体に形成された受部Ａ１に連設されるとし
ている。

【００３６】一方、比較すれば長尺となるオイルダンパ
Ｄ２は、図示する実施の形態では、その上端、すなわ
ち、積層ゴム６の上端の補強板６ａと構築物Ａの下端面
との間に転がり機構７を有してなる。

【００３７】この転がり機構７は、オイルダンパＤ２の
上端に連設された積層ゴム６では緩和仕切れない程の大
きい水平動エネルギーが基礎面Ｂから伝播される場合
に、積層ゴム６と構築物Ａとの間に滑り現象を発現させ
て、一定力以上の水平動エネルギーを構築物Ａに伝播さ
せないようにするために配在されるものである。

【００３８】そこで、この転がり機構７は、図示する実
施の形態では、積層ゴム６の上端に連設の補強板６ａに
一体に連設される低フリクション板７ａと、この低フリ
クション板７ａが対向する構築物Ａの下端面に一体に連
設される平滑板７ｂとの組み合せからなるとしている。

【００３９】そして、低フリクション板７ａは、たとえ
ば、テフロン系，高分子量ポリエチレンあるいはナイロ
ン系などの無潤滑低摩擦摺動材で形成され、平滑板７ｂ
は、たとえば、ステンレス板などの耐環境性に優れる金
属材で形成されるのが好ましい。

【００４０】一方、この転がり機構７が機能するところ
を勘案すると、低フリクション板７ａに代えて、図２に
示すように、平滑板７ｂに対して転動する複数の小径ス
チールボール７ｃが利用されるとしても良く、また、図
３に示すように、平滑板７ｂに対して転動する大径スチ
ールボール７ｄが利用されるとしても良い。

【００４１】少し説明すると、図２に示す小径スチール
ボール７ｃは、積層ゴム６の上端に連設の補強板６ａの
上面で回動し得るように配在されながら平滑板７ｂに隣
接されてなるもので、いわゆるストッパを兼ねるリテー
ナｅに整列状態に保持されている。

【００４２】それゆえ、この図２に示す実施の形態の転
がり機構７による場合には、上記した低フリクション板
７ａと平滑板７ｂとからなる場合に比較して、いわゆる
摩擦が大幅に減少されて、より優れた絶縁性能の発揮を
期待できることになる。

【００４３】そして、図３に示す大径スチールボール７
ｄは、積層ゴム６の上端に連設の補強板６ａに一体に連
設されたケーシング７ｆに保持されながら平滑板７ｂに
隣接されてなるもので、同じくケーシング７ｆに保持さ
れた多数の小径のスチールボール７ｇによってその回転
が保障されている。

【００４４】それゆえ、この図３に示す実施の形態の転
がり機構７による場合には、上記した低フリクション板
７ａと平滑板７ｂとからなる場合に比較してはもちろ
ん、図２に示す実施の形態の場合に比較しても、より大
幅に摩擦が減少され、より一層優れた滑り機能の発揮を
期待できることになる。

【００４５】ところで、上記の転がり機構７を有するオ
イルダンパＤ２、すなわち、構築物Ａの重心線を挟むよ
うに配在されて互いに一対となるオイルダンパＤ２は、
構築物Ａの重心Ｓを中心とするロッキングを抑制するよ
うに設定されている。

【００４６】すなわち、この一対のオイルダンパＤ２
は、図１に示すように、それぞれシリンダ１内にロッド
２に連設のピストン２ｃによって区画形成される同一容
積の上方油室１ｂと下方油室１ｃを有してなり、図中で
左方となる一方のオイルダンパＤ２における上方油室１
ｂが図中で右方となる他方のオイルダンパＤ２の下方油
室１ｃに、また、一方のオイルダンパＤ２における下方
油室１ｃが他方のオイルダンパＤ２の上方油室１ｂにそ
れぞれ独立の油通路Ｌを介して連通されてなるとしてい
る。

【００４７】その結果、一対の、すなわち、図中で左右
となるオイルダンパＤ２が、たとえば、同相に伸縮する
ときには、それぞれの下方油室１ｃからの作動油がいわ
ゆる相手方の上方油室１ｂに流入することになる。

【００４８】一方、左右のオイルダンパＤ２が互いに逆
相に伸縮するときには、たとえば、一方の収縮される下
方油室１ｃからの作動油が他方の収縮する上方油室１ｂ
に流入するようになるり、このときいわゆるオイルロッ
ク現象が発現されて、左右のオイルダンパＤ２の逆相の
伸縮が阻止されることになる。

【００４９】その結果、左右のオイルダンパＤ２が同相
に伸縮するとき、すなわち、基礎面Ｂから上下動が各オ
イルダンパＤ２に入力されるときには、各オイルダンパ
Ｄ２がガスバネ効果を発揮すると共に、所定の減衰機能
を発揮することになり、基礎面Ｂから上下動、すなわ
ち、上下動を緩和しエネルギーを消散することが可能に
なる。

【００５０】また、左右のオイルダンパＤ２が逆相に伸
縮するとき、すなわち、基礎面Ｂから上下動などで構築
物Ａが重心Ｓを中心にしてロッキングするようになると
きには、各オイルダンパＤ２の伸縮がロックされること
になり、構築物Ａのロッキングが抑制されることにな
る。

【００５１】以上のように、構築物Ａの重心線を挟むよ
うに配在されて互いに一対となるオイルダンパＤ２は、
構築物Ａのロッキングを抑制することになるが、このロ
ッキング抑制を円滑に実現させるために、図示する実施
の形態では、シリンダ１に対して出没するロッド２の上
端を球面構造（符示せず）の配在下に積層ゴム６に連結
するとしている。

【００５２】すなわち、ロッド２の上端２ｄと、本来で
あれば、このロッド２の上端２ｄに一体に連設されて積
層ゴム６を一体に連設させるブラケット部２ｅとの間が
球面構造に設定されてなるとする。

【００５３】その結果、構築物Ａの下面、すなわち、具
体的には、転がり機構７における平滑板７ｂの水平度が
正確でなくても追随でき、また、構築物Ａが重心Ｓを中
心にしてロッキングする状況になるときに、ロッド２を
介してシリンダ１にいわゆる無理がかからず、シリンダ
１がロッド２を噛るような現象を発現させないことが可
能になる。

【００５４】前記したところは、この発明による免震装
置にあって、すべてのオイルダンパＤが上端に積層ゴム
６を有してなるとしたが、この積層ゴム６が基礎面Ｂか
らの水平動を緩和するように機能することを勘案する
と、構築物Ａのロッキングを抑制すべく構築物Ａの重心
線を挟むように配在されて一対となるオイルダンパＤ２
にあっては、この積層ゴム６の配在が省略されるとして
も良い。

【００５５】また、前記したところでは、構築物Ａのロ
ッキングを抑制するように設定されるオイルダンパＤ２
は、その上端と構築物Ａの下端面との間に転がり機構７
を有してなるとするが、この転がり機構７の配在にあっ
て、オイルダンパＤ２の上端への積層ゴム６の配在を省
略して、オイルダンパＤ２の上端と構築物Ａの下端面と
の間に直接この転がり機構７を配在させるとしても良
い。

【００５６】そして、この積層ゴム６の配在を省略する
場合には、オイルダンパＤ２がオイルダンパＤ１より長
尺に設定される限りにおいては、構築物Ａにおいて、積
層ゴム６を介してオイルダンパＤ１の上端を連設させる
受部Ａ１の形成を省略し得ることにする点で有利とな
る。

【００５７】また、図３に示す実施の形態では、球面構
造なくしてロッド２の上端にブラケット部２ｅが一体に
連設された上で、積層ゴム６の配在を省略する場合に
は、転がり機構７を構成するケーシング７ｆのいわゆる
揺動が阻止されて、安定した所定の絶縁性能の発揮を期
待できることになる。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、従
来例とされる免震装置と異なり、中間基盤を配在させる
ことなくして、地震動による水平動および上下動を緩和
すると共にエネルギーを消散し、さらには、構築物のロ
ッキングを抑制して、所望の免震を実現するのはもちろ
んのこと、オイルダンパが内部に形成されて外部のアキ
ュムレータに連通するガス室におけるガス圧をそれぞれ
の負荷荷重に応じて高低調整可能にするから、ロッド反
力が一律に設定されず、構築物に対して変形を招来させ
ないことになり、したがって、構築物における変形を防
止するために、必要以上に強度アップされた構造を採用
する必要をなくすことになる。

【００５９】そして、構築物の重心線を挟むように配在
されて互いに一対となるオイルダンパが上端に連設され
た積層ゴムを転がり機構の配在下に構築物の下端面に連
繋させる場合には、積層ゴムでは緩和仕切れない程の大
きい水平動エネルギーを構築物に伝播させないようにす
ることが可能になる。

【００６０】このとき、積層ゴムの配在を省略したり転
がり機構の構成如何によっては、構築物の構築に際し
て、余計な作業を要請しないようにすることも可能にな
る。

【００６１】その結果、この発明によれば、大型の構築
物向けの免震装置を設けるにあたって、資材量や作業量
をいたずらに増大させずして、工期の短縮化やコストの
低廉化を可能にし、その汎用性の向上を期待するのに最
適となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態による免震装置を示す
概略縦断面図である。

【図２】転がり機構の他の実施の形態を示す部分縦断面
図である。

【図３】転がり機構のさらに他の実施の形態を図２と同
様に示す図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ロッド ３ アキュムレータ ４ 高さ調整弁 ５ ガス圧供給源 ６ 積層ゴム ６ａ 補強板 ７ 転がり機構 ７ａ 低フリクション板 ７ｂ 平滑板 ７ｃ 小径スチールボール ７ｄ 大径スチールボール Ａ 構築物 Ｂ 基礎面 Ｄ１，Ｄ２ オイルダンパ Ｌ 油通路 Ｏ 油面 Ｓ 構築物の重心

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方部材とされて固定側たる基礎面に立
   設されるシリンダに対して上方部材とされて可動側たる
   構築物に連繋されるロッドを出没可能に挿入する複数本
   のオイルダンパを有してなる免震装置において、オイル
   ダンパがシリンダ内にロッドの挿入で形成されてロッド
   反力を設定する油圧室を有してなると共に、この油圧室
   がロッドの下端に配在の絞りを介してロッド内に形成の
   容室に連通されてなり、この容室内に油面を境にして区
   画されるガス室が外部に配在の高さ調整弁を介して同じ
   く外部に配在のガス圧供給源に連通されてなると共に、
   高さ調整弁がシリンダに対するロッドの出没量に応じて
   上記ガス室に対するガス圧の給排を実現するように設定
   されてなることを特徴とする免震装置
2. 【請求項２】 すべてのオイルダンパあるいは選択され
   たオイルダンパがロッドの上端と構築物との間に積層ゴ
   ムを配在させてなる請求項１の免震装置
3. 【請求項３】 構築物の重心線を挟むように配在されて
   互いに一対となるオイルダンパが構築物のロッキングを
   抑制するように設定されてなると共に、ロッドの上端と
   構築物との間に転がり機構を配在させてなる請求項１の
   免震装置