(57)【要約】【課題】風圧などによって上部構造が揺れ動くことと、地震エネルギーが直に上部構造に作用することである。【解決手段】基礎１から起立した突出部３と、土台２から下降した垂下部４との、いずれか一方に、他方に向って突出する弾性緩衝部材７を突設する。基礎１側と上部構造２側との間に、引き寄せ部材５を介在させる。引き寄せ部材５の弾性によって互いを引き寄せ、風圧によって上部構造が動くのを妨げる。地震時には、そのエネルギーが引き寄せ部材５の弾性を上回り、弾性緩衝部材７が対向する他方に当接してエネルギーを吸収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤上に構築した基礎上に、支承装置によって移動可能に上部構造を支持した基礎構造に使用する揺れ止め装置であって、
基礎から起立した突出部と、
前記突出部と向き合う土台から下降した垂下部との、
いずれか一方に、他方に向って突出する弾性緩衝部材を突設し、
前記上部構造側と基礎側との間に、両者を引き寄せる弾性を有する引き寄せ部材を介在させてなる、
揺れ止め装置。
【請求項２】
引き寄せ部材としてコイルバネを使用したことを特徴とする、
請求項１記載の揺れ止め装置。
【請求項３】
引き寄せ部材、或いはその長手方向の延長線は、上部構造下面或いは基礎面と交差するよう傾斜していることを特徴とする、
請求項１又は２記載の揺れ止め装置。
【請求項４】
引き寄せ部材、或いはその長手方向の延長線が、上部構造下面或いは基礎面と交差する角度は、４５度より大きいことを特徴とする、
請求項３記載の揺れ止め装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された揺れ止め装置を用いた対振動基礎構造であって、
複数の揺れ止め装置を基礎と上部構造の間に介在させ、
複数の揺れ止め装置のうち、少なくとも一対の揺れ止め装置の突出部と垂下部とが向き合う方向が、他の対となった揺れ止め装置の突出部と垂下部の向き合う方向と直交することを特徴とする対振動基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時の大きな揺れにも、風圧などによっても、建物などの上部構造が容易に揺れ動かないようにする揺れ止め装置と、それを使用した対振動基礎構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震による地盤の揺れを建物の上部躯体に伝えないよう、地盤上の基礎と上部躯体との間に、免震ゴムや、ベアリングを使用した免震装置を配置した免震構造が開発されている。
このような免震構造は、ゴムの柔軟性や、ベアリングの転がり性能を使用して、或る意味、基礎と上部躯体とを切り離す、或いは柔結合して、地震時の揺れを上部躯体に伝えないようにするものである。
【０００３】
前記した免振構造は、建物などの上部構造が自在に動く構造だけであると、上部躯体が基礎から落下してしまう危険があり、ベアリングの周りにストッパーとなる段差などを設けて、それ以上ベアリングが動かないようにすることもある。
このような離脱防止構造では、ベアリングがストッパーに衝突したとき、地震のエネルギーが直に建物に作用して、建物が破壊することがあった。
【０００４】
また、基礎と上部躯体が切り離された構造であるということは、地盤が揺れていないときでも、上部躯体に何らかの力が作用すると、上部躯体だけが揺れ動いてしまうことを意味している。
例えば風力が作用すると、上部躯体はその力によって押され、その躯体が免震装置によって自在に動くこととなってしまう。
つまりは、折角地震による揺れを免震構造によって免れたが、今度はその免震構造であるがために、風による揺れを許し、常時建物が揺れているような感覚を味わうこととなっていた。
【０００５】
このような風力などによる揺れを許さず、地震時の揺れだけを免れる装置として、例えば特開２００１−１３７０３号公報に記載されたような技術も開発されている。
同技術は、免震装置の他に電気的な風感知センサと地震感知センサを使用し、風を感知したとき油圧シリンダが作動して、風による揺れを許さず、地震時の揺れだけ免れる機構である。
しかしながら、このような電気的なセンサや油圧シリンダを使用する方法であると、機構が複雑で、高価となるとともに、確実な動きが保証される信頼感のある装置ではなかった。
【０００６】
本発明の解決すべき他の課題は、基礎側と上部構造側とを弾性部材より成る引き寄せ部材で連結しておき、風圧では上部構造側が揺れないようにしておく構造が考えられるが、その場合、水平に配した引き寄せ部材にて両者を連結した構造であると、地震時に直に基礎側の揺れを土台側に伝えることがあり、免震機能を損ねてしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１２３７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする課題は、地震時の大きな振動を受けて上部構造が破損することであり、他方、地震よりも小さな力である風圧によって揺れ動いてしまうことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる揺れ止め装置は、地盤上に構築した基礎上に、支承装置によって移動可能に上部構造を支持した基礎構造に使用する揺れ止め装置であって、
基礎から起立した突出部と、
前記突出部と向き合う土台から下降した垂下部との、
いずれか一方に、他方に向って突出する弾性緩衝部材を突設し、
前記上部構造側と基礎側との間に、両者を引き寄せる弾性を有する引き寄せ部材を介在させるものである。
本発明にかかる他の揺れ止め装置は、
引き寄せ部材としてコイルバネを使用したことを特徴とする。
本発明にかかる他の揺れ止め装置は、
引き寄せ部材、或いはその長手方向の延長線は、上部構造下面或いは基礎面と交差するよう傾斜していることを特徴とする。
本発明にかかる他の揺れ止め装置は、
引き寄せ部材、或いはその長手方向の延長線が、上部構造下面或いは基礎面と交差する角度は、４５度より大きいことを特徴とする。
本発明にかかる対振動基礎構造は、
前記した揺れ止め装置を用いた対振動基礎構造であって、
複数の揺れ止め装置を基礎と上部構造との間に介在させ、
複数の揺れ止め装置のうち、少なくとも一対の揺れ止め装置の突出部と垂下部とが向き合う方向が、他の対となった揺れ止め装置の突出部と垂下部の向き合う方向と直交することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は以上のような構成を有するため、以下の効果のうち少なくともいずれか一つの効果を達成するものである。
＜ａ＞上部構造側と基礎側との間に両者を引き寄せる引き寄せ部材を介在させてあるため、風圧によって上部構造が押されたときは、引き寄せ部材の弾性によってその動きを抑制する。
＜ｂ＞地震時の横揺れは、突出部と垂下部の一方に取付けた弾性緩衝部材が、他方に当たることでそのエネルギーを吸収して、上部構造にその衝撃を伝達しない。
＜ｃ＞引き寄せ部材、或いはその長手方向の延長線が、上部構造下面或いは基礎面と交差するよう傾斜しているため、地震による横揺れや縦揺れがあったとき、直に縦横に土台側を引張るよう引き寄せ力を発揮せず、地震の揺れを上部構造側に伝え難い構造となる。
＜ｄ＞電気的なセンサなどを使用せず、風力と地震時の地盤の揺れとではその動きが異なるメカニカルな構造によって、停電などの事情に左右されず、確実にその動きが保証されることになる。
また、その構成も簡易で、メインテナンスのコストや手間などもほとんど必要ない。
＜ｅ＞複数個の揺れ止め装置をのうち、少なくとも一つの揺れ止め装置を、他の揺れ止め装置と交差するよう配置することにより、建物の全周のいずれかの方角からの風による揺れも妨げ、いずれかの方向の地震の揺れにも対処することができる対振動基礎構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】揺れ止め装置の側面図
【図２】揺れ止め装置の斜視図
【図３】揺れ止め装置の他の実施例の側面図
【図４】位置復帰装置の側面図
【図５】土台に対する揺れ止め装置の配置図
【実施例１】
【００１２】
以下、図に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
＜１＞  土台と地盤
本発明において、地盤の上に構築され、地震の振動を受ける部分を基礎１と呼び、支承装置によって支えられ、建物躯体などの上部構造を支える部分を土台２と呼ぶ。
本発明において実施するのは、従来の免振構造でも耐振構造でもなく、地震による振動にも、風圧による揺れにも対処することが可能な、全く新たな対振動基礎構造として実施するものである。
上部構造である土台２の上に載せるのは、必ずしも建物躯体などの構造物だけでなく、地震の振動を免れたい精密機器や壊れやすい陶器などの商品、墓石、あるいは貴重な美術品などを直接載せることもある。
【００１３】
＜２＞  支承装置
基礎１の上に土台２を支えるのは、支承装置Ａである。
支承装置Ａとしては、公知の免振装置も使用できるが、実施例では下端に鍔部９が取付けられ、伸縮可能なシリンダ１１の外周にコイルスプリング１２が配された支承装置Ａが使用されている。
支承装置Ａは土台２の下面に固定され、基礎１上に固定された円筒形のタブ１６の中に収納された多数個のベアリング１０の上に置かれている。
ベアリング１０は自在に転がることが可能で、このベアリング１０の上に支承装置Ａの鍔部９が載り、基礎１が揺れ動いても、ベアリング１０によってシリンダ１１の横への動きが免れる。
つまりは、地震の横揺れは、鍔部９の下のベアリング１０が転がることによってシリンダ１１には伝わらず、縦揺れはスプリング１２とシリンダ１１によって吸収して、土台２に伝えない。
図５に示すように、支承装置Ａは土台２下面に９個配置固定され、土台２を支えている。
【００１４】
＜３＞  揺れ止め装置の全体構造
揺れ止め装置Ｂは、基礎１から起立した突出部３と、土台４から下降した垂下部４と、突出部３と垂下部４との間に介在させた弾性緩衝部材５と、基礎１と土台２との間に介在させ、両者を引き寄せるよう作用する引き寄せ部材６から成る。
突出部３と垂下部４は、必ずしもそのためにのみ設ける必要はなく、基礎１や土台２から突出するものがあれば、それを突出部３か垂下部４として兼用することも可能である。
【００１５】
＜４＞  突出部と垂下部
基礎１から上方に突出した突出部３と、土台２から下降した垂下部４とが、間隔を空けて向き合っている。
実施例では、垂下部４としてＨ形鋼が使用されており、垂下部４は土台２から垂直に下降している。
実施例では、突出部３は、前記した基礎１から垂直に起立した支承装置Ａのタブ１６の側面を突出部３として兼用している。
【００１６】
＜５＞  弾性緩衝部材
突出部３と垂下部４のうちのいずれか一方、実施例では垂下部４側に、弾性緩衝部材５が取付けられている。
実施例では、弾性緩衝部材５としてコイルスプリングが使用されているが、その他ゴム製やウレタン製の緩衝部材なども広く使用できる。
弾性緩衝部材５の先端は、他方の突出部３の側面に軽く接触するか、側面直前まで至っているが、突出部には当接していない程度の位置にある。
【００１７】
＜６＞  引き寄せ部材
前記した基礎１側と、土台２側或いは上部構造との間には、同じく弾性を有する引き寄せ部材６が介在されて、両者を引き寄せている。
実施例では、引き寄せ部材６としてコイルスプリングが使用され、実施例では引き寄せ力の調整を図るためにタイバー７を併用している。
引き寄せ部材６としてのコイルスプリングは、その弾性が、弾性緩衝部材５として使用したコイルスプリングよりも弾性力が小さい。
引き寄せ部材６として、ゴムやウレタンなどの材質が使用できる。
図１及び図２に示す実施例では、引き寄せ部材６の一方の端部が、垂下部４に取付けられ、他方の端部はタブ１６である突出部３の側面に取付けられている。
引き寄せ部材６は、その長手方向を水平にするのではなく、その長手方向、或いはその延長線が基礎１面や土台２下面と交差するよう、つまりはその長手方向が水平でなく傾斜して、基礎１面や土台２下面と交差するよう角度を成している。
好ましいのは、引き寄せ部材６の長手方向や、その延長線が、基礎１面や土台２下面と交差する角度αとして４５度以上となるようにする。
尚、基礎１側、或いは上部構造側の間に介在するというのは、引き寄せ部材が直接基礎１や土台２、或いは上部構造に連結されていなくとも、垂下部４や突出部３、或いは他の構造部位などを通じて、間接的に繋がっている場合も含む意味である。
【００１８】
＜７＞配置
図５に示すように、以上のような揺れ止め装置Ｂが、支承装置Ａの左右に、それぞれ一台づつ配置されている。
支承装置Ａの左右に配置された二台の揺れ止め装置Ｂ・Ｂは、支承装置Ａによってその向き合う方向が異なる。
つまりは、一部の支承装置Ａの対となった揺れ止め装置Ｂの突出部３と垂下部４の向き合う方向と、他の支承装置Ａの対となった揺れ止め装置Ｂの突出部３と垂下部４の向き合う方向は、直交している。
この二方向の揺れ止め装置Ｂにより、どの方向の揺れに対しても対応できることになる。
また、引き寄せ部材６にしても同様に、一部の引き寄せ部材６の長手方向と、他の引き寄せ部材６の長手方向とが直交している。
図５に示すように、実施例では、引き寄せ部材６も対となって、土台２下に配置されて、互いの方向へ引き寄せている。
引き寄せ部材６は、二個を互いの方向へ引き寄せるよう対にすることなく、基礎側と上部構造との間に垂直に交差するよう取り付けることも可能である。
【００１９】
＜８＞位置復帰装置
図５において、土台２の四隅には、位置復帰装置Ｃが配置されている。
位置復帰装置Ｃは、弾性復帰部材であるコイルスプリング１４の両端が取付け金具１５・１５に取付けられ、その取付け金具１５・１５が、基礎１と土台２にボルトやアンカーによって固定されて、位置復帰装置Ｃが基礎１と土台２の間に介在している。（図４）
弾性復帰部材としては、コイルスプリングの他、減衰ゴムなどの弾性材料も使用可能である。
【００２０】
＜９＞風圧による動作
上記したように、基礎１と土台２は、複数の揺れ止め装置Ｂが少なくとも２方向を向くように交差し、尚かつ、対となった引き寄せ部材６が、二箇所に離隔して互いの方向へ引き寄せているため、一方向へ引き寄せられるのではなく、突出部３と垂下部４との間の間隔を適宜間隔に保ちながら、引き寄せ部材６の引張り力によって土台２側が容易に動かないよう維持している。
すなわち、風圧が土台２上の建物躯体（図示せず）を押しても、引き寄せ部材６の弾性によって動きが妨げられ、風圧によって土台２が動くことはない。
【００２１】
＜１０＞地震時の作動
地震による強い揺れが作用して、そのエネルギーが揺れ止め装置Ｂの引き寄せ部材６の弾性を上回り、基礎１側が振動する。
土台２は、支承装置Ａによって支えられており、基礎１が動いても、支承装置Ａの鍔部９がベアリング１０の上を転がり、またコイルスプリング１２によって縦揺れを吸収して、土台２に振動を伝えない。
地震の振動によって基礎１が揺れると、突出部３側面が垂下部４の弾性緩衝部材５に当接し、その弾性によって地震のエネルギーを吸収し、地震の揺れを緩やかに吸収する。
【００２２】
＜１１＞位置復帰装置の作動
基礎１が揺れたとき、支承装置Ａのベアリング１０によって土台２は地盤１に対して相対的に移動するが、揺れが収まったとき、位置復帰装置Ｃのコイルスプリング１４が土台２を基礎１上の元の位置に引き戻すことになる。
位置復帰装置Ｃの上下端は、取付け金具１５・１５によって地盤１や土台２と連結しているため、地震によって土台２に対する地盤１の位置がズレて、コイルスプリング１４が伸びても、コイルスプリング１４の緩やかな弾性によって元の位置へ引き戻すことになる。
また、風圧によって建物躯体が土台２とともに浮き上ろうとするのを位置復帰装置Ｃの弾性によって引き戻して妨げる。
【００２３】
＜１２＞地震の収束
地震が収まると、前記したように位置復帰装置Ｃによって、基礎１に対して土台２が元の位置に引き戻される。
【実施例２】
【００２４】
図３や図５に示すのは、揺れ止め装置Ｂの他の実施例を示すもので、引き寄せ部材６の端部を、垂下部４やタブ１６である突出部３に取付けるのではなく、基礎１面と土台２下面に直接取り付けた例である。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ：支承装置
Ｂ：揺れ止め装置
Ｃ：位置復帰装置
１：基礎
２：土台
３：突出部
４：垂下部
５：弾性緩衝部材
６：引き寄せ部材
７：タイバー
９：鍔部
１０：ベアリング
１１：シリンダ
１２：コイルスプリング
１４：コイルスプリング
１５：取付け金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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