TWI439617B - 隔震裝置及隔震構造物 - Google Patents

Description

隔震裝置及隔震構造物

本發明，是關於獨戶建築住宅等之輕量構造物用，或是機器、展示台用的隔震裝置，以及具備有該隔震裝置的隔震構造物，特別是關於被夾裝在建築物等之上部構造體與基礎等之下部構造體之間，用以減低因地震、交通振動等所產生之下部構造體的振動往上部構造體傳導，來防止上部構造體的倒塌、或是載置於該上部構造體上的展示物等的破損等之隔震裝置。

作為被夾裝在建築物等之上部構造體與基礎等之下部構造體之間，用以減低上部構造體之搖晃的隔震裝置，例如，周知有專利文獻1所記載者。該隔震裝置，係具備有：被固定於上部構造體，並具有朝下方開口之凹球面狀下表面的上盤、及被固定於下部構造體，並具有朝上方開口之凹球面狀上表面的下盤、以及滑動自如地被配置在上盤與下盤之間，具有凸球面狀上表面與凸球面狀下表面的滑動體。

在上述專利文獻1之隔震裝置中，當因地震而對下部構造體產生水平振動(位移)時，藉由滑動體的滑動，可以阻止下部構造體的水平振動直接傳導至上部構造物，而能夠減低上部構造體的搖晃。在該隔震裝置中，無關於隔震裝置支撐的荷重，由鐘擺原理可以將上部構造體的固有週期予以長週期化，並且，藉由於上盤及下盤之與滑動體的接觸面產生的摩擦抵抗力，能夠取得振動能量的衰減作用。

又，作為藉由氣體壓力使上部構造體上浮的隔震裝置，於專利文獻2中，記載有：於上部構造體的下面加設裙狀的密封構件，藉由使其前端下垂於設置在下部構造體的溝槽內，使上部構造體的下方空間密閉，藉由將上浮用氣體導入於該密閉空間內使上部構造體上浮，來阻止地震的震動傳導至上部構造體之隔震裝置。再者，作為此種隔震裝置，於專利文獻3中，記載有：於容納有空氣供給裝置之容納箱之上，配置載置展示物之載置台，並且於容納箱與載置台之間，配置著將複數個空氣吹出孔設為正方形狀的空氣墊，藉由使空氣從空氣吹出孔噴出而使載置台上浮，來防止於地震發生時載置台振動情事之隔震裝置。

[專利文獻1]日本新型登錄第2586794號公報

[專利文獻2]日本特開2000-145885號公報

[專利文獻3]日本特開2001-208131號公報

但是，於專利文獻1所記載之隔震裝置，由於滑動面的摩擦係數，是由滑動體、上部構造體及下部構造體的材料，以及支撐之荷重，無岐異地決定，故具有隔震特性的調整範圍狹窄的問題。因此，在必須要有較低摩擦力或是較高摩擦力之情形時，就不得不更換滑動面的材料，又，在變更滑動面之材料時，必須充分地考慮到恐在滑動開始時產生起因於靜摩擦係數之過大抵抗力，因此在材料選擇上會伴隨著困難性。

另一方面，於專利文獻2及3所記載之隔震裝置，為對於阻隔地震的振動此點可以期待具有較大的效果者，但在效果上需使用空氣壓，因此被要求需要精密的密封技術，且在上部構造物上浮時摩擦為零，所以下部構造體的施工精度若沒有非常嚴密地執行的話，上部構造物在浮上時的位置就無法安定，還有，必須要有用以讓地震搖晃收斂終了後之上部構造體回歸原點的裝置，因而在設備上會過於大規模，而有成本增大的問題。再者，在專利文獻2及3所記載的隔震裝置中，當空氣供給裝置有故障產生、或是因停電等而停止時，亦有隔震機構該裝置完全無法動作之缺點。

在此，本發明，是有鑑於上述諸問題點而研創，其目的在於提供一種不受支撐荷重所影響，能夠將上部構造體的固有週期予以長期化來減低加速度，並藉由取得適切合宜的摩擦力而具有優良的振動能量吸收能力，同時亦兼具復原特性之隔震裝置。

為了達成上述目的，本發明為一種隔震裝置，其特徵為具備：固定於上部構造體，具有朝下方開口之凹球面狀下表面的上盤；及固定於下部構造體，具有朝上方開口之凹球面狀上表面的下盤；以及移動自如地配置在上述上盤與上述下盤之間的移動體，該移動體，係具有與上述上盤之凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，並且具有與上述下盤之凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，並於該凸球面狀上表面或/及凸球面狀下表面具備複數個空氣吹出孔。

並且，根據本發明，當如地震等，下部構造體進行水平振動(位移)時，由於移動體在上盤之凹球面狀下表面與下盤之凹球面狀上表面之間一面支撐荷重，一面沿著上盤之凹球面狀下表面以及下盤之凹球面狀上表面移動，而可以阻止下部構造體之水平振動直接傳達至上部構造體，並且隔震裝置不受支撐荷重所影響，由擺動原理可以將上部構造體的固有週期予以長週期化，故能夠減低對上部構造體的加速度。

又，依據本發明，藉由從空氣吹出孔使空氣噴出，於移動體的表面形成空氣層，以及利用空氣壓降低隔震裝置所支撐之上部構造體的荷重，而能夠以不產生摩擦力的狀態或是以摩擦力較小的狀態來使移動體移動。其另一方面，停止從空氣吹出孔之空氣噴出，藉由讓移動體接觸於上盤之凹球面狀下表面與下盤之凹球面狀上表面，利用由移動體、上盤及下盤之材料與支撐的荷重所決定出的摩擦力而可以使移動體滑動。因此，即使不變更移動體等的材料也可以變更摩擦力，來取得合宜的摩擦力，因此能夠確保優良的振動能量吸收能力。

再者，依據本發明，在地震等寂靜化之後，受到外力已移動之移動體，由於會沿著上盤之凹球面狀下表面與下盤之凹球面狀上表面的傾斜，朝向反方向緩慢地移動，於最後回來到中央，所以即使不另外設置原點回歸裝置，也可以使移動體進行原點回歸，因此亦能夠確保復原特性。

又，本發明為一種隔震裝置，其特徵為具備：固定於上部構造體的上盤；及固定於下部構造體，具有朝上方開口之凹球面狀上表面的下盤；及可移動自如地配置於該下盤之上的移動體；以及配置於該移動體與上述上盤之間，其上端樞接於上述上盤，並且其下端固定於上述移動體的柱狀接合部，上述移動體，係具有與上述下盤之凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，並於該凸球面狀下表面具備複數個空氣吹出孔。依據本發明，與上述發明相同樣地，不受支撐荷重所影響，可以將上部構造體的固有週期予以長週期化而減低加速度，藉由取得合宜的摩擦力而能夠具有優良的振動能量吸收能力，亦兼具具有復原特性。

再者，本發明為一種隔震裝置，其特徵為具備：固定於上部構造體，具有朝下方開口之凹球面狀下表面的上盤；及固定於下部構造體的下盤；及可移動自如地配置於該上盤之下的移動體，以及配置於該移動體與上述下盤之間，其上端固定於上述移動體，並且其下端樞接於上述下盤的柱狀接合部，上述移動體，係具有與上述上盤之凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，並且於該凸球面狀上表面具備複數個空氣吹出孔。依據本發明，與上述發明相同樣地，不受支撐荷重所影響，可以將上部構造體的固有週期予以長週期化而減低加速度，藉由取得合宜的摩擦力而能夠具有優良的振動能量吸收能力，亦兼具具有復原特性。

於上述隔震裝置，可以以下列方式來構成：具備有將空氣供給至上述移動體的空氣供給手段，該空氣供給手段，可以因應施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小，來控制對上述移動體的空氣供給。依據此構成，可以取得適合於外力之大小的摩擦力，而能夠確保優良的振動能量吸收能力。

於上述隔震裝置中，上述空氣供給手段，可以以下列方式來構成：在施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為未滿預定值時，將空氣供給至上述移動體，在施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為預定值以上時，停止將空氣供給至上述移動體、或是從上述移動體抽引空氣。

依據上述構成，於振動較小，在施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達至上述上部構造物之振動的大小未滿預定值時，由於在移動體的表面形成空氣層、或是藉由空氣壓用以減低隔震裝置所支撐之上部構造體的荷重，除了可以以不產生摩擦力的狀態或是以摩擦力較小之狀態來進行滑動之外，並可以藉由由長週期化產生加速度低減來取得適切的隔震效果，其另一方面，於振動較大，在施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達至上部構造物之振動的大小為預定值以上時，由於除了由長週期化產生加速度低減之外，並藉由由滑動體等材料與支撐荷重所決定的摩擦力來賦予衰減，所以可以使振動能量的吸收能力提昇，而能夠確保例如較大地震時的安全性。又，藉由從移動體抽引空氣，由於除了由移動體等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力，再加上利用吸著力可以使振動能量衰減，所以能夠取得更高的衰減能力。因此，例如，藉由分開使用：空氣之供給、供給之停止、以及空氣之吸引，便能夠以單一的隔震裝置取得至少3階段的隔震特性。又，作為上述預定值之外力的大小，可以適切地使用：加速度、速度、或是位移。

於上述隔震裝置中，上述空氣供給手段，可以以下列方式來構成：在施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為未滿預定值時，停止將空氣供給至上述移動體、或是從上述移動體抽引空氣，在施加於上述下部構造體之外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為預定值以上時，將空氣供給至上述移動體。

依據上述構成，於未滿預定值之比較小的振動區域中，直到與由移動體等的材料與支撐荷重所決定之摩擦力的大小相當的外力被輸入為止的期間，可以確保上部構造體於不動，另一方面，當振動較大，施加於下部構造體之外力的大小、或是傳達至上部構造物之振動的大小為預定值以上之情形時，由於可以使上部構造體之固有週期一樣保持於長週期化以抵抗力較小的狀態來吸收位移，所以能夠使用作為具有觸發裝置性的功能。

於上述隔震裝置中，上述凸球面狀上表面，為具有與上述上盤的凹球面狀下表面相同的曲率，上述凸球面狀下表面，為具有與上述下盤的凹球面狀上表面相同的曲率。依據該構成，可以使移動體與上盤及下盤保持有一定的距離而上浮、或是成為面接觸，而能夠更安定地支撐上部構造體。

於上述隔震裝置中，可以將上述移動體的空氣吹出孔，實施為自成節流(inherent restriction)形狀或是孔口(orifice)形狀，也可以將空氣吹出孔兼用作為空氣抽引孔、或者另外設置空氣抽引孔亦可。

於上述隔震裝置中，使上述移動體之至少上下任一方的表面，由聚苯硫樹脂、或是在該聚苯硫樹脂中混入玻璃纖維、碳纖維、或是無機質充填劑之至少1種的強化合成樹脂所形成。該聚苯硫樹脂等，由於具有優良的滑動特性，所以可以謀得安定的荷重支撐以及滑動特性兩者並存。又，例如，即使空氣供給裝置產生某種狀況不良之情形時，由於可以確保良好的滑動特性，所以可以防止對上部構造體產生過大的負荷，因此能夠同時兼倂有故障保安(fail safe)功能。又，若要於移動體之上下表面，施以滑動特性佳之潤滑膜，例如，二硫化鉬、DLC之情形時，也可以以金屬材料來形成移動體。

於上述隔震裝置中，可以使上述空氣吹出孔，於俯視觀察形成為圓孔，也可以將上述複數個空氣吹出孔，配置於同一圓周上或是同心圖形狀。再者，由於吸著力，是由抽引力與吸著面積的乘積所定，所以亦可以使上述複數個空氣吹出孔，穿設於：形成在上述凸球面狀上表面或/及凸球面狀下表面之溝槽部的底面，並兼用作為空氣抽引孔。

又，本發明，一種隔震構造物，其特徵為配置有上述隔震裝置至少3個以上。依據本發明，極為適合於防止上部構造體之倒塌、或是載置於該上部構造體上之展示物等的破損等。

如上述般地，依據本發明，可以提供不受支撐荷重所影響，能夠將上部構造體的固有週期予以長期化來減低加速度，並藉由取得適切合宜的摩擦力而具有優良的振動能量吸收能力，同時亦兼具復原特性之隔震裝置等。

[用以實施本發明之最佳形態]

其次，參照圖面詳細說明本發明之實施形態如下。

第1圖，是顯示本發明之隔震裝置之第1實施形態，此隔震裝置1，是被夾裝在獨戶建築住宅之基礎等的下部構造體2，與相對於下部構造體2夾介隔震裝置1能夠移動於水平方向H之獨戶建築住宅等的上部構造體3之間。

隔震裝置1，係具備：被固定於上部構造體3並具有朝向下方呈開口之凹球面狀下表面11a的上盤11、及被固定於下部構造體2並具有朝向上方呈開口之凹球面狀上表面12a的下盤12、以及在上盤11與下盤12之間移動自如地被配置的移動體13。上盤11，是藉由螺栓14、15而被固定於上部構造體3，下盤12，是藉由螺栓16、17而被固定於下部構造體2。

移動體13，係具有與上盤11之凹球面狀下表面11a相對向的凸球面狀上表面13a、以及與下盤12之凹球面狀上表面12a相對向的凸球面狀下表面13b，且於凸球面狀上表面13a及凸球面狀下表面13b具備複數個空氣吹出孔13c。滑動體13之凸球面狀上表面13a，係具有與上盤11之凹球面狀下表面11a相同的曲率，移動體13之凸球面狀下表面13b，係具有與下盤12之凹球面狀上表面12a相同的曲率。

如第2圖所示，移動體13，整體上是形成為厚肉壁之大致圓盤狀，穿設有用以接連於空氣供給用之可撓軟管18的接連金屬件19，及夾介接連金屬件19將取入的空氣引導至用以將空氣導入空氣吹出孔13c的空氣通路13d。空氣吹出孔13c，如第2圖(a)所明示之方式，形成平面觀察下的圓孔，並且使複數個空氣吹出孔13c，配置在同一圓周上。又，將複數個空氣吹出孔13c以同心圖形狀來配置亦可。

移動體13之上下表面或是整體，是由聚苯硫樹脂、或是在該聚苯硫樹脂中混入玻璃纖維、碳纖維、或是無機質充填劑之至少1種之強化合成樹脂所形成。

如第1圖所示，為了將空氣供給至移動體13，故設置有空氣泵浦20，並經由可撓軟管18、接連金屬件19使空氣被導入至移動體13。又，空氣泵浦20，亦具有從移動體13並經由接連金屬件19及可撓軟管18來抽引空氣之作為真空泵浦的功能。

空氣吹出孔，除了如於第1圖及第2圖所示之於軸線方向具備有相同內徑之圓孔形狀以外，亦可以實施成如第3圖所示，使空氣通路23a之吹出孔23b附近進行縮孔節流之自成節流(inherent restriction)形狀，亦可以具有如第4圖所示，比空氣通路33a之前端部33b的內徑還要寬廣的空氣吹出溝槽33c，之所謂孔口(orifice)形狀。空氣吹出孔之配置，以移動體之直徑為Φ D、以空氣吹出孔之圓周上的位置為Φ Di時，Φ Di=(0.6～0.7)×Φ D為佳。

其次，對於具有上述構成之隔震裝置1的動作，參照第1圖、第2圖、及第5圖說明如下。又，第5圖，是顯示隔震裝置1之水平抵抗力與水平位移量(上部構造體3與下部構造體2之相對位移)之關係的履歷曲線，(a)是對移動體13供給空氣時，(b)是不對移動體13供給空氣，且沒有從移動體13抽引空氣時，(c)是從移動體13抽引空氣後時。於(a)之對移動體13供給空氣時，在沒有產生摩擦力的狀態下由於無法使移動體13移動，所以在水平力抵抗力較小的狀態下產生相對位移；於(b)之不對移動體13供給空氣，且沒有從移動體13抽引空氣時，由於移動體13與上盤11及下盤12之間無空氣夾在其中，所以當產生相同相對位移時，可取得較大的水平抵抗力；於(c)之從移動體13抽引空氣後時，由於移動體13與上盤11及下盤12之間更加上吸著力的作用，所以當產生相同相對位移時，可以得到更大的水平抵抗力。

在以下的說明中，首先說明如下之動作：於隔震裝置1，當施加在下部構造體2之外力的大小、或是傳達到上部構造物3之振動的大小未滿預定值時，就由空氣泵浦20對移動體13供給空氣，當施加在下部構造體2之外力的大小、或是傳達到上部構造物3之振動的大小在預定值以上時，就停止空氣泵浦20的運轉而停止對移動體13之空氣供給的動作。藉由此動作，在振動較小，被施加之外力比預定值還小之情形時，是以較低的水平抵抗力來使隔震裝置1動作，藉由長週期化所產生的加速度降低而能取得適合的隔震效果，另一方面，在振動較大，外力比預定值還大時，除了藉由長週期化所產生的加速度降低之外，再加上由移動體等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力來進行衰減，使振動能量的吸收力提昇，而能夠確保如較大地震時的安全性。

一直是從空氣泵浦20，將空氣經由可撓軟管18、接連金屬件19供給至移動體13。從接連金屬件19被供給至移動體13的空氣，是經由空氣通路13d從空氣吹出孔13c朝向凹球面狀下表面11a與凹球面狀上表面12a噴出。藉此，由於在移動體13的凸球面狀下表面13b與下盤12的凹球面狀上表面12a之間，以及在移動體13的凸球面狀上表面13a與上盤11的凹球面狀下表面11a之間形成空氣層，故如第5圖(a)所示，可以在不產生摩擦力的狀態下使移動體13移動，換言之，是在較小的水平抵抗力下使隔震裝置1動作，藉由長週期化所產生的加速度降低而能取得適合的隔震效果。此一狀態，在施加於下部構造體2之外力的大小於未滿預定值時是會被持續地維持。

另一方面，於施加預定值以上外力之大地震等之時，便停止空氣泵浦20的運轉，而停止對移動體13之空氣供給。藉此，使移動體13的凸球面狀下表面13b與下盤12的凹球面狀上表面12a，以及移動體13的凸球面狀上表面13a與上盤11的凹球面狀下表面11a直接抵接，而使移動體13滑動。藉此，如第5圖(b)所示，除了藉由長週期化所產生的加速度降低之外，再加上由移動體13等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力來進行衰減，使振動能量的吸收力提昇，而能夠確保安全性。

又，於上述實施形態中，當施加於下部構造體2之外力的大小、或是傳達至上部構造物3之振動的大小在預定值以上時，雖停止空氣泵浦20的運轉，不過此時，亦可以使空氣泵浦20具有作為真空泵浦的功能，從移動體13抽引空氣。若於此情形時，如第5圖(c)所示，除了由移動體13等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力之外，再加上利用吸著力而可以使振動能量衰減，而能夠取得更高的衰減能力。

其次，說明動作如下：於隔震裝置1，當施加於下部構造體2之外力的大小、或是傳達至上部構造物3之振動的大小在未滿預定值之時，便停止空氣泵浦20而停止對移動體13之空氣供給，而當施加於下部構造體2之外力的大小、或是傳達至上部構造物3之振動的大小在成為預定值以上時，便運轉空氣泵浦20來進行將空氣供給至移動體13的動作。藉由此動作，在未滿預定值之比較小的振動區域中，一直到與由移動體13等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力之大小相當的外力被輸入為止的期間，可以確保上部構造體3於不動，另一方面，當振動較大，外力的大小成為預定值以上之情形時，可以使上部構造體3之固有週期維持於長週期化以抵抗力較小的狀態來吸收位移，使之具有觸發裝置性的功能。

又，於上述實施形態中，雖然當施加於下部構造體2之外力的大小、或是傳達至上部構造物3之振動的大小在未滿預定值之時，是停止空氣泵浦20的運轉，但此時，亦可以使空氣泵浦20發揮作為真空泵浦的功能，從移動體13抽引空氣。於此情形時，除了由移動體13等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力之外，再加上利用吸著力而可以以更大的力量確保上部構造體3於不動。

又，使用於第3圖所示之自成節流(inherent restriction)形狀的空氣吹出孔之情形時，亦與上述為相同之動作，不過如第4圖，以具有空氣吹出溝槽33c的孔口形狀時，可以及於滑動體表面之全區域均等地供給空氣、或是抽引空氣，因此可以更安定地確保滑動體的動作。又，吸著力，由於是由吸引力與吸著面積的乘積所決定，所以為了提高吸著力，亦可以再增設抽引溝槽。

其次，參照第6圖並說明適用上述隔震裝置1的隔震構造物。

該隔震構造物35，是在基礎36、及獨戶建築住宅37之間夾裝有3個以上的隔震裝置1，各隔震裝置1，係將獨戶建築住宅37的荷重傳達至基礎36，並且在基礎36與獨戶建築住宅37之間可容許水平方向的相對位移。而且，由於在地震等情形時，當基礎36水平位移時，隔震裝置1可如上述般地發揮功能，所以可以阻止基礎36的水平振動直接傳達至獨戶建築住宅37，並且可以將獨戶建築住宅37的固有週期予以長週期化，因而能夠降低對獨戶建築住宅37的加速度等。

其次，參照第7圖並說明本發明之隔震裝置的第2實施形態。又，該隔震裝置41，亦是被夾裝在獨戶建築住宅之基礎等之下部構造體42，與相對於下部構造體42夾介隔震裝置41可移動於水平方向H之獨戶建築住宅等的上部構造體43之間。

隔震裝置41，係具備：固定在上部構造體43的上盤51；及具有固定在下部構造體42，於上方呈開口之凹球面狀上表面52a的下盤52；及可移動自如地被配置在上盤51與下盤52之間的移動體53；以及被配置在移動體53與上盤51之間，使球狀部44a夾介保持構件45、46而樞接於上盤51，並且使胴部44b的下端固定於移動體53的柱狀接合部44。上盤51是藉由螺栓54、55而被固定於上部構造體43，下盤52是藉由螺栓56、57而被固定於下部構造體42。

移動體53，其上表面53b為平面狀，於下部具有凸狀曲面，形成整體性厚肉的大致圓盤狀。於上表面53b，固定有柱狀接合部44的下端，並且設有相向於下盤52之凹球面狀上表面52a的凸球面狀下表面53a，並於凸球面狀下表面53a具備有複數個空氣吹出孔53c。移動體53之凸球面狀下表面53a，係具有與下盤52之凹球面狀上表面52a相同的曲率。

於移動體53，係穿設：用以接連空氣供給用的可撓軟管58的接連金屬件59、以及透過接連金屬件59用以將採用的空氣引導至空氣吹出孔53c的空氣通路53d。空氣吹出孔53c，圖示雖省略之，不過與第2圖所示之移動體13相同樣，於俯視觀察形成為圓孔，並且複數個空氣吹出孔53c，是配置在同一圓周上。

移動體53的下表面或是整體，是由聚苯硫樹脂、或是在該聚苯硫樹脂中混入玻璃纖維、碳纖維、或是無機質充填劑之至少1種之強化合成樹脂所形成。又，於下表面施以滑動特性佳的潤滑劑，例如，二硫化鉬、DLC(Diamond like Carbon)之情形時，也可以以金屬材料來形成移動體。

為了將空氣供給至移動體53，而設置空氣泵浦60，並經由可撓軟管58、接連金屬件59將空氣導入於移動體53。又，空氣泵浦60，亦具有從移動體53並經由接連金屬件59及可撓軟管58來抽引空氣之作為真空泵浦的功能。

柱狀接合部44，其上部作為球狀部44a，其下部作為梯形圓錐狀及圓柱狀的胴部44b而形成，如上述般地，球狀部44a夾介保持構件45、46而樞接於上盤51，胴部44b的下端為固定於移動體53。藉此，柱狀接合部44能夠與移動體53一同移動，並且與上盤51能夠轉動地接連。

其次，參照第7圖並說明具備有上述構成之隔震裝置41的動作。

於以下之說明中，亦與第1實施形態之情形同樣地，首先說明如下之動作：於隔震裝置41，當施加在下部構造體42之外力的大小、或是傳達到上部構造物43之振動的大小未滿預定值時，就由空氣泵浦60對移動體53供給空氣，當施加在下部構造體42之外力的大小、或是傳達到上部構造物43之振動的大小在預定值以上時，就停止空氣泵浦60的運轉而停止對移動體53之空氣供給的動作。藉由此動作，在振動較小，被施加之外力比預定值還小之情形時，是以較低的水平抵抗力來使隔震裝置41動作，藉由長週期化所產生的加速度降低而能取得適合的隔震效果，另一方面，在振動較大，外力比預定值還大時，除了藉由長週期化所產生的加速度降低之外，再加上由移動體等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力來進行衰減，使振動能量的吸收力提昇，而能夠確保較大的地震等時候的安全性。

一直是從空氣泵浦60，將空氣經由可撓軟管58、接連金屬件59供給至移動體53。從接連金屬件59被供給至移動體53的空氣，是經由空氣通路53d從空氣吹出孔53c朝向凹球面狀上表面52a噴出。藉此，由於在移動體53的凸球面狀下表面53a與下盤52的凹球面狀上表面52a之間形成空氣層，所以可以一面使柱狀接合部44的球狀部44a相對於保持構件45、46轉動，一面在不產生摩擦力的狀態下使移動體53移動，換言之，是在較小的水平抵抗力下使隔震裝置41動作，藉由長週期化所產生的加速度降低而能取得適合的隔震效果。此一狀態，在施加於下部構造體42之外力的大小於未滿預定值時是會被持續地維持。

另一方面，於較大的地震等之時，便停止空氣泵浦60的運轉，而停止對移動體53之空氣供給。藉此，使移動體53的凸球面狀下表面53a與下盤52的凹球面狀上表面52a直接抵接，一面使柱狀接合部44的球狀部44a相對於保持構件45、46轉動，一面使移動體53夾介凸球面狀下表面53a在下盤52的凹球面狀上表面52a進行滑動。其結果，除了藉由長週期化所產生的加速度降低之外，再加上由移動體53與下盤52的材料與支撐荷重所決定的摩擦力來進行衰減，使振動能量的吸收力提昇，而能夠確保安全性。

又，於上述實施形態中，當施加於下部構造體42之外力的大小、或是傳達至上部構造物43之振動的大小在預定值以上時，雖停止空氣泵浦60的運轉，不過此時，亦可以使空氣泵浦60具有作為真空泵浦的功能，從移動體53抽引空氣。若於此情形時，除了由移動體53等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力之外，再加上利用吸著力可以使振動能量衰減，而能夠取得更高的衰減能力。

其次，說明動作如下：於隔震裝置41，當施加於下部構造體42之外力的大小、或是傳達至上部構造物43之振動的大小在未滿預定值之時，便停止空氣泵浦60而停止對移動體53之空氣供給，而當施加於下部構造體42之外力的大小，或是傳達至上部構造物43之振動的大小在成為預定值以上時，便運轉空氣泵浦60來進行將空氣供給至移動體53的動作。藉由此動作，在未滿預定值之比較小的振動區域中，直到與由移動體53等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力之大小相當的外力被輸入為止的期間，可以確保上部構造體43於不動，另一方面，當振動較大，外力的大小成為預定值以上之情形時，可以使上部構造體43之固有週期一樣保持於長週期化以抵抗力較小的狀態來吸收位移，使之具有觸發裝置性的功能。

又，於上述實施形態中，雖然當施加於下部構造體42之外力的大小、或是傳達至上部構造物3之振動的大小在未滿預定值之時，是停止空氣泵浦20的運轉，但此時，亦可以使空氣泵浦60發揮作為真空泵浦的功能，從移動體53抽引空氣。於此情形時，除了由移動體53等的材料與支撐荷重所決定的摩擦力之外，再加上利用吸著力而可以以更大的力量確保上部構造體3於不動。

又，於上述實施形態中，雖說明了將柱狀接合部44固定在移動體53的上面，夾介凸球面狀下表面53a使移動體53在下盤52之凹球面狀上表面52a上進行移動之情形，但也可以使第7圖中之上下關係相反，以將柱狀接合部44固定在移動體的下面，夾介凸球面狀上表面使移動體在上盤之凹球面狀下表面上進行移動之方式來構成。再者，於第7圖中之隔震裝置41，雖是使球狀部44a透過保持部45、46而樞接於上盤51，並將胴部44b固定於移動體53，但也可以使球狀部44a透過保持部45、46而樞接於移動體53，並將胴部44b固定於上盤51。

對於上述第7圖所示的隔震裝置41，亦可以取代隔震裝置1而適用於第6圖所示之隔震構造物35，並具有與使用隔震裝置1之情形時相同樣的功能。

1．．．隔震裝置

2．．．下部構造體

3．．．上部構造體

11．．．上盤

11a．．．凹球面狀下表面

12．．．下盤

12a．．．凹球面狀上表面

13．．．移動體

13a．．．凸球面狀上表面

13b．．．凸球面狀下表面

13c．．．空氣吹出孔

13d．．．空氣通路

14～17．．．螺栓

18．．．可撓軟管

19．．．接連金屬件

20．．．空氣泵浦

23a．．．空氣通路

23b．．．吹出孔

33a．．．空氣通路

33b．．．前端部

33c．．．空氣吹出溝槽

35．．．隔震構造物

36．．．基礎

37．．．獨戶建築住宅

41．．．隔震裝置

42．．．下部構造體

43．．．上部構造體

44．．．柱狀接合部

44a．．．球狀部

44b．．．胴部

45．．．保持構件

46．．．保持構件

51．．．上盤

52．．．下盤

52a．．．凹球面狀上表面

53．．．移動體

53a．．．凸球面狀下表面

53b．．．上面

53c．．．空氣吹出孔

53d．．．空氣通路

54～57．．．螺栓

58．．．可撓軟管

59．．．接連金屬件

60．．．空氣泵浦

第1圖是顯示本發明之隔震裝置之第1實施形態的斷面圖。

第2圖是顯示第1圖之隔震裝置之移動體的圖，(a)為俯視圖，(b)為部分斷裂的斷面圖((a)的A-A線斷面)。

第3圖是顯示於本發明之隔震裝置之移動體所形成之空氣吹出孔之其他例的圖，(a)為斷面圖，(b)為俯視圖。

第4圖是顯示於本發明之隔震裝置之移動體所形成之空氣吹出孔之其他例的圖，(a)為斷面圖，(b)為俯視圖，(c)為部分斷裂立體圖。

第5圖是顯示本發明之隔震裝置之水平抵抗力與水平位移量(上部構造體3與下部構造體2的相對位移)之關係的履歷曲線，(a)為供給空氣時，(b)為供給空氣及無抽引的狀態，(c)為空氣抽引時。

第6圖是顯示使用本發明之隔震裝置的隔震構造物的概略圖。

第7圖是顯示本發明之隔震裝置之第2實施形態的斷面圖。

1．．．隔震裝置

2．．．下部構造體

3．．．上部構造體

11．．．上盤

11a．．．凹球面狀下表面

12．．．下盤

12a．．．凹球面狀上表面

13．．．移動體

13a．．．凸球面狀上表面

13b．．．凸球面狀下表面

13c．．．空氣吹出孔

14～17．．．螺栓

18．．．可撓軟管

19．．．接連金屬件

20．．．空氣泵浦

Claims (15)

1. 一種隔震裝置，其特徵為：具備：固定於上部構造體，具有朝下方開口之凹球面狀下表面的上盤；及固定於下部構造體，具有朝上方開口之凹球面狀上表面的下盤；以及移動自如地配置在上述上盤與上述下盤之間的移動體，該移動體，係具有與上述上盤之凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，並且具有與上述下盤之凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，並於該凸球面狀上表面或/及凸球面狀下表面具備複數個空氣吹出孔，該隔震裝置係構成為：控制從上述複數個空氣吹出孔有無吹出空氣、或有無吹出空氣與有無抽引，來變更上述移動體與上述上盤之間、及該移動體與上述下盤之間的摩擦力，並且因應施加在上述下部構造體之水平方向的外力大小、或傳達到上述上部構造物之振動的大小，使相對於上述外力或振動之水平抵抗力進行變化。
2. 一種隔震裝置，其特徵為：具備：固定於上部構造體的上盤；及固定於下部構造體，具有朝上方開口之凹球面狀上表面的下盤；及可移動自如地配置於該下盤之上的移動體；以及配置於該移動體與上述上盤之間，其上端樞接於上述 上盤，並且其下端固定於上述移動體的柱狀接合部，上述移動體，係具有與上述下盤之凹球面狀上表面相對向的凸球面狀下表面，並於該凸球面狀下表面具備複數個空氣吹出孔，該隔震裝置係構成為：控制從上述複數個空氣吹出孔有無吹出空氣、或有無吹出空氣與有無抽引，來變更上述移動體與上述下盤之間的摩擦力，並且因應施加在上述下部構造體之水平方向的外力大小、或傳達到上述上部構造物之振動的大小，使相對於上述外力或振動之水平抵抗力進行變化。
3. 一種隔震裝置，其特徵為：具備：固定於上部構造體，具有朝下方開口之凹球面狀下表面的上盤；及固定於下部構造體的下盤；及可移動自如地配置於該上盤之下的移動體，以及配置於該移動體與上述下盤之間，其上端固定於上述移動體，並且其下端樞接於上述下盤的柱狀接合部，上述移動體，係具有與上述上盤之凹球面狀下表面相對向的凸球面狀上表面，並且於該凸球面狀上表面具備複數個空氣吹出孔，該隔震裝置係構成為：控制從上述複數個空氣吹出孔有無吹出空氣、或有無吹出空氣與有無抽引，來變更上述移動體與上述上盤之間的摩擦力，並且因應施加在上述下部構造體之水平方向的外力大小、或傳達到上述上部構造 物之振動的大小，使相對於上述外力或振動之水平抵抗力進行變化。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，具備對上述移動體供給空氣的空氣供給手段，該空氣供給手段，係因應施加於上述下部構造體之水平方向的外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小，來控制對上述移動體的空氣供給。
5. 如申請專利範圍第4項所述的隔震裝置，其中，上述空氣供給手段，係在施加於上述下部構造體之水平方向的外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為未滿預定值時，將空氣供給至上述移動體，在施加於上述下部構造體之水平方向的外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為預定值以上時，停止將空氣供給至上述移動體、或是從上述移動體抽引空氣。
6. 如申請專利範圍第4項所述的隔震裝置，其中，上述空氣供給手段，係在施加於上述下部構造體之水平方向的外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為未滿預定值時，停止將空氣供給至上述移動體、或是從上述移動體抽引空氣，在施加於上述下部構造體之水平方向的外力的大小、或是傳達到上述上部構造體之振動的大小為預定值以上時，將空氣供給至上述移動體。
7. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，上述移動體的凸球面狀上表面，係具有與上述上盤的凹球面狀下表面相同的曲率，上述移動體的凸球面狀下表面，係具有與上述下盤的凹球面狀上表面相同的曲率。
8. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，上述移動體的空氣吹出孔，係具有自成節流(inherent restriction)形狀或是孔口(orifice)形狀。
9. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，上述移動體的空氣吹出孔，是兼用作為從上述移動體抽引空氣時的空氣抽引孔。
10. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，上述移動體之至少上下任一方的表面，是由聚苯硫樹脂、或是在該聚苯硫樹脂中混入玻璃纖維、碳纖維、或是無機質充填劑之至少1種的強化合成樹脂所形成。
11. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，上述移動體，是由金屬材料所形成，且於上下任一方的表面具有由二硫化鉬或是DLC(Diamond like Carbon)所形成的潤滑膜。
12. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置 ，其中，上述空氣吹出孔，於俯視觀察形成為圓孔。
13. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的隔震裝置，其中，上述複數個空氣吹出孔，是配置於同一圓周上或是同心圖形狀。
14. 如申請專利範圍第9項所述的隔震裝置，其中，上述複數個空氣吹出孔，係穿設於：形成在上述凸球面狀上表面或/及凸球面狀下表面之溝槽部的底面，並兼用作為空氣抽引孔。
15. 一種隔震構造物，其特徵為：配置有申請專利範圍第1項至第14項中任一項所記載之隔震裝置至少3個以上。