JPWO2009054339A1 - 免震装置及び免震構造物 - Google Patents
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Abstract
Description
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
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
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る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る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る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。
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