(57)【要約】      （修正有）【課題】建築物の免震に必要な能力を十分に有し、しかも、耐久性を有する免震支承を提供すること。【解決手段】建築物本体に固定される上受座２と、基礎に固定される下受座３と、上受座２と下受座３に連結される支承本体１で免震支承を構成する。支承本体１は円柱部１１の上端及び下端に連結部を有し、連結部は、円柱部１１に連なる拡径部１２，１５と、端面の凹部１３を有する。上受座２と下受座３は、支承本体１の連結部を収容する収容室２３，３３を有し、収容室２３，３３は、開口側のテーパ面２４，３４と、拡径壁面２５，３５と、底から開口側に突出する凸部２６を有する。上受座２と下受座３が変位するに伴い、支承本体１の凹部１３の底面１３ｂと上受座２及び下受座３の凸部２６の端面２６ａが転動すると共に、上受座２及び下受座３の拡径壁面２５，３５と支承本体１の拡径部１２，１５の表面とが摺動する。【選択図】図１
2010112551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上受座と、下受座と、上受座と下受座に対して夫々回動可能に形成された連結部を上端と下端に有する支承本体とを備え、上受座と下受座とが水平変位をとるに伴って連結部が上受座と下受座に対して夫々回動して支承本体が傾斜するように形成された免震支承であって、
上記上受座と上記支承本体の上端の連結部との間に、互いに接触して連結部の回動時に摺動する摺動面が形成され、
上記下受座と上記支承本体の下端の連結部との間に、互いに接触して連結部の回動時に転動する転動面と、互いに接触して連結部の回動時に摺動する摺動面とが形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項２】
請求項１に記載の免震支承において、
上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの一方は、概ね球状の内側面を有する連結室を有し、
上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの他方は、上記連結室に収容されて概ね球状の表面を有する球状凸部を有し、
上記連結室の内側面と、上記球状凸部の表面とが接触し、
上記支承本体の下端の連結部は、先端に向かって拡径すると共に先端の近傍に最大径を有して表面が回転曲面形状の拡径部と、端面に形成されて円形の底面を有する凹部とを有し、
上記下受座は、開口又は開口の近傍から底に向かうにつれて拡径し、底の近傍に最大径を有する回転曲面形状の拡径壁面と、底から開口側に突出すると共に、径方向の輪郭長さが上記支承本体の連結部の凹部の底面が有する径方向の輪郭長さと略同じに形成された円形の端面を有する凸部とを有して上記支承本体の下端の連結部を収容する収容室を有し、
上記支承本体の下端の連結部の凹部の底面と、上記下受座の収容室の凸部の端面とが接触すると共に、上記支承本体の下端の連結部の拡径部の表面と、上記下受座の収容室の拡径壁面とが接触し、
上記上受座と下受座が変位するとき、上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの一方が有する連結室の内側面と、上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの他方が有する球状凸部の表面とが摺動接触し、かつ、上記支承本体の下端の連結部の凹部の底面と、上記下受座の収容室の凸部の端面とが実質的に転がり接触をすると共に、上記支承本体の下端の連結部の拡径部の表面と、上記下受座の収容室の拡径壁面とが摺動接触し、
上記上受座に対して支承本体が最大変位角をとるとき、上記支承本体の下端の連結部の先端部が、上記下受座の収容室の底部と嵌合することを特徴とする免震支承。
【請求項３】
上受座と、下受座と、上受座と下受座に対して夫々回動可能に形成された連結部を上端と下端に有する支承本体とを備え、上受座と下受座とが水平変位をとるに伴って連結部が上受座と下受座に対して夫々回動して支承本体が傾斜するように形成された免震支承であって、
上記上受座及び下受座と上記支承本体の上端及び下端の連結部との間に、互いに接触して連結部の回動時に転動する転動面と、互いに接触して連結部の回動時に摺動する摺動面とが夫々形成され、
上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、水平方向において、上記支承本体の上端の連結部の転動面と上受座の転動面との接触位置が、上記支承本体の下端の連結部の転動面と下受座の転動面との接触位置を、下受座に対する上受座の変位方向に越えないように形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項４】
請求項３に記載の免震支承において、
上記支承本体の連結部は、先端に向かって拡径すると共に先端の近傍に最大径を有して表面が回転曲面形状の拡径部と、端面に形成されて円形の底面を有する凹部とを有し、
上記上受座及び下受座は、開口又は開口の近傍から底に向かうにつれて拡径し、底の近傍に最大径を有する回転曲面形状の拡径壁面と、底から開口側に突出すると共に、径方向の輪郭長さが上記支承本体の連結部の凹部の底面が有する径方向の輪郭長さと略同じに形成された円形の端面を有する凸部とを有して上記支承本体の連結部を収容する収容室を有し、
上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び下受座の収容室の凸部の端面とが接触すると共に、上記支承本体の連結部の拡径部の表面と、上記上受座及び下受座の収容室の拡径壁面とが接触し、
上記上受座と下受座が変位するとき、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び下受座の収容室の凸部の端面とが実質的に転がり接触をすると共に、上記支承本体の連結部の拡径部の表面と、上記上受座及び下受座の収容室の拡径壁面とが摺動接触し、
上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、上記支承本体の連結部の先端部が、上記上受座及び下受座の収容室の底部と嵌合すると共に、水平方向において、上記支承本体の上端の連結部の凹部の底面と上受座の収容室の凸部の端面との接触位置が、上記支承本体の下端の連結部の凹部の底面と下受座の収容室の凸部の端面との接触位置を、下受座に対する上受座の変位方向に越えないように形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記上受座及び／又は下受座は、開口と拡径壁面との間に形成され、開口から底に向かうにつれて縮径する環状のテーパ面を有し、
上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、上記支承本体の上端の連結部と下端の連結部との間の部分の側面が、上記上受座及び／又は下受座のテーパ面に夫々当接することを特徴とする免震支承。
【請求項６】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記上受座及び／又は下受座が有する収容室に形成された拡径壁面は、この拡径壁面が形成された収容室に収容された上記支承本体の連結部が回動する際に拡径部の表面が描く包絡面の形状を有することを特徴とする免震支承。
【請求項７】
請求項４に記載の免震支承において、
上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び下受座の収容室の凸部の端面は、上記上受座と下受座の水平変位が増大するにしたがって、上記上受座と下受座の鉛直方向の離隔が増大する形状に形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項８】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面との少なくとも一方が、周縁部よりも中央部が膨出した形状に形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項９】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とが、周縁部よりも中央部が膨出した互いに同一の曲面に形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項１０】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とが、中央部が平面かつ周縁部が曲面の互いに同一形状に形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項１１】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記支承本体の連結部に形成された拡径部は、小曲率部と、この小曲率部の先端側に連なる大曲率部とを有し、上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、上記拡径部の大曲率部が、上記拡径部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の拡径壁面の開口側の端部に係止するように形成されていることを特徴とする免震支承。
【請求項１２】
請求項２又は４に記載の免震支承において、
上記支承本体の下端の連結部と、下受座の収容室との間に、粘性流体が充填されていることを特徴とする免震支承。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物への地震力の影響を低減する免震支承に関し、特に、住宅等の小規模建築物に好適な免震支承に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小規模建築物に用いられる免震支承としては、基礎の上端に固定された下受座と、建築物本体の下端に固定された上受座との間に、棒状の支柱部材を揺動可能に取り付けたものがある（例えば、特許文献１参照）。この免震支承は、支柱部材の下端と上端に球状体を設け、これらの球状体を下受座の球状室と上受座の球状室に夫々収容して、球状関節を夫々形成している。下受座と上受座の球状室は、球状体に連なる支柱部材が延出する開口が、互いに対向する側に設けられている。下受座と上受座との間には、支柱部材を取り囲むように、板状ゴムで形成された制振部材を取り付けている。支柱部材は、常時において、中心軸が鉛直方向を向くように設置され、上受座に作用する荷重を鉛直下方の下受座に伝達している。
【０００３】
この免震支承は、地震等により地盤が振動すると、支柱部材の下端と上端が下受座及び上受座に対して夫々回動し、これにより支柱部材が揺動して、比較的短い周期の振動が建築物本体へ伝達することを防ぐと共に、制振部材が変形して振動エネルギーを低減させるようにしている。この免震支承は、下受座と上受座が最大変位に達すると、傾斜した支柱部材の両端部が下受座と上受座の開口の縁部に当接し、支柱部材の更なる傾斜を止めることにより、下受座と上受座の更なる変位を規制している。
【０００４】
ところで、建築物の免震構造には、次のような能力が必要であると考えられている。
（１）建築物本体の重量を基礎に伝達できる支持能力
（２）建築物本体と基礎が、水平方向に互いに独立して変位できる変形能力
（３）地震後に建築物本体をもとの位置に復元させる復元能力
（４）建築物本体の振動を減衰させる減衰能力
これら全ての能力を備えることにより、建築物の免震構造は、常時には建築物の安定性を確保できるとともに、地震時には建築物の損害を効果的に低減することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０５２５０９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】井上豊、戸建免震住宅の現状と展望、建築技術、株式会社建築技術、平成１６年１０月１日、第６５７号、ｐ．９２−９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の免震支承は、建築物の免震構造に求められる能力を発揮することが困難であるという問題がある。
【０００８】
すなわち、上記従来の免震支承は、球状関節を介して建築物本体の荷重を支持するので、球状関節を構成する球状室の壁面と球状体の外周面は、点接触しながら摺動するから損傷が生じ易い。したがって、球状関節が破損しやすく、支持能力が低下し易いという問題がある。
【０００９】
また、上記従来の免震支承は、常時において、球状室の壁面と球状体の外周面との点接触部に、建築物本体の荷重が持続的に作用するので、応力が集中して点接触が破壊されて損傷が生じ易い。したがって、球状関節が破損しやすく、常時においても支持能力が低下し易いという問題がある。
【００１０】
また、上記従来の免震支承は、下受座と上受座の変位が増加すると、これら下受座及び上受座は球状関節で支柱部材の上下両端に接続されているので、支柱部材の傾斜によって下受座と上受座の鉛直方向の離隔が減少し、建築物本体が下降して基礎に近づくことになる。したがって、建築物本体を元の位置に復帰させるには、建築物本体を上昇させる必要があるが、建築物本体を上昇させる力を板状ゴムの制振部材で発揮することは困難である。すなわち、上記従来の免震支承は、復元能力が低いという問題がある。
【００１１】
さらに、上記従来の免震支承は、制振部材の板状ゴムの弾性変形によりエネルギー吸収を行うので、減衰能力が小さいという問題がある。
【００１２】
このような復元能力や減衰能力の不足を補おうとすると、免震支承の他に金属バネや粘性ダンパ等を設置する必要があり、建築費の増加を招いてしまう。
【００１３】
さらに、上記従来の免震支承は、受座の間に最大変位が生じた場合、傾斜した支柱部材の両端部が下受座と上受座の開口の縁部に当接するが、下受座と上受座から支柱部材の両端部に建築物本体の荷重に相当する偶力が作用するので、下受座と上受座の当接部に過大なモーメントが作用して破壊が生じ易いという問題がある。すなわち、この免震支承は耐久性に欠けるという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、建築物の免震に必要な能力を十分に有し、しかも、耐久性を有する免震支承を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を達成するため、本発明の免震支承は、上受座と、下受座と、上受座と下受座に対して夫々回動可能に形成された連結部を上端と下端に有する支承本体とを備え、上受座と下受座とが水平変位をとるに伴って連結部が上受座と下受座に対して夫々回動して支承本体が傾斜するように形成された免震支承であって、
上記上受座と上記支承本体の上端の連結部との間に、互いに接触して連結部の回動時に摺動する摺動面が形成され、
上記下受座と上記支承本体の下端の連結部との間に、互いに接触して連結部の回動時に転動する転動面と、互いに接触して連結部の回動時に摺動する摺動面とが形成されていることを特徴としている。
【００１６】
上記構成の免震支承によれば、上受座が例えば建築物本体の下端に固定され、下受座が例えば基礎の上端に固定されることにより、建築物の免震構造を形成する。この免震支承を用いた免震構造は、常時において、建築物本体の荷重が、上受座から支承本体の上端の連結部に伝達され、この支承本体の下端の連結部から下受座に伝達される。ここで、下受座と支承本体の下端の連結部とは、各々に形成された転動面と摺動面が互いに接触しているので、支承本体の姿勢が安定となる。したがって、この免震支承は、建築物本体の荷重を安定して支持することができるので、支持能力を安定して発揮することができる。
【００１７】
一方、地震時には、基礎が設置された地盤が地震等によって振動するに伴い、下受座の転動面と支承本体の下端の連結部の転動面とが接触状態で転動しながら支承本体の下端の連結部が下受座に対して回動する。また、上受座と支承本体の上端の連結部との間の摺動面が互いに摺動しながら支承本体の上端の連結部が上受座に対して回動する。これにより支承本体が傾斜し、この支承本体が所定の最大傾斜角度に至るまで、上受座と下受座が変位する。したがって、この免震支承は、上受座と下受座が十分な変位能力を有する。
【００１８】
また、地震時において、建築物本体の荷重を、支承本体と下受座との間の転動面を介して伝達するので、従来のように摺動面のみによって荷重を伝達するよりも、連結部の損傷を少なくできる。したがって、免震支承の耐久性を従来よりも向上できる。
【００１９】
さらに、上受座と下受座が変位するとき、支承本体の下端の連結部が下受座に対して回動するに伴い、下受座の摺動面と支承本体の下端の連結部の摺動面とが摺動すると共に、支承本体の上端の連結部が上受座に対して回動するに伴い、上受座の摺動面と支承本体の上端の連結部の摺動面とが摺動する。これらの摺動面の摺動により、摩擦によって熱エネルギーが生成され、この熱エネルギーに相当する振動エネルギーが減少する。したがって、上受座に固定された建築物本体の振動を減衰させることができるので、この免震支承は十分な減衰能力を有する。
【００２０】
このように、本発明の免震支承によれば、従来よりも耐久性を向上できると共に、十分な支持能力と変形能力と減衰能力とを有する。したがって、例えば住宅等の小規模建築物に、金属バネや粘性ダンパ等の他の装置を併用することなく、この免震支承のみを用いて免震構造を形成できるので、建築コストの低減を図ることができる。
【００２１】
なお、この免震支承のみを用いて免震構造を形成できるとは、他の装置の併用を排除する趣旨ではなく、当然に、この免震支承に他の装置を併用して免震構造を形成してもよい。
【００２２】
また、上記構成の免震支承によれば、上記下受座と支持本体の下端の連結部との間に形成される摺動面により、連結部の転動面に、下受座の転動面に対して実質的にすべりの無い転がりをもたらすことができる。また、上記下受座と支持本体の下端の連結部との間に形成される摺動面により、支承本体の動作を、連結部の転動面と下受座の転動面との形状に応じた経路に規制することができる。したがって、支承本体の上端に連結された上受座と、上受座に固定される建築物本体の動きを規制できる。その結果、地震時の建築物本体の動きの規制と予測が可能となるので、建築物本体の過剰な変位による被害を効果的に防止でき、また、予測される動きに応じた適正な被害防止対策を行うことができる。
【００２３】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの一方は、概ね球状の内側面を有する連結室を有し、
上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの他方は、上記連結室に収容されて概ね球状の表面を有する球状凸部を有し、
上記連結室の内側面と、上記球状凸部の表面とが接触し、
上記支承本体の下端の連結部は、先端に向かって拡径すると共に先端の近傍に最大径を有して表面が回転曲面形状の拡径部と、端面に形成されて円形の底面を有する凹部とを有し、
上記下受座は、開口又は開口の近傍から底に向かうにつれて拡径し、底の近傍に最大径を有する回転曲面形状の拡径壁面と、底から開口側に突出すると共に、径方向の輪郭長さが上記支承本体の連結部の凹部の底面が有する径方向の輪郭長さと略同じに形成された円形の端面を有する凸部とを有して上記支承本体の下端の連結部を収容する収容室を有し、
上記支承本体の下端の連結部の凹部の底面と、上記下受座の収容室の凸部の端面とが接触すると共に、上記支承本体の下端の連結部の拡径部の表面と、上記下受座の収容室の拡径壁面とが接触し、
上記上受座と下受座が変位するとき、上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの一方が有する連結室の内側面と、上記支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの他方が有する球状凸部の表面とが摺動接触し、かつ、上記支承本体の下端の連結部の凹部の底面と、上記下受座の収容室の凸部の端面とが実質的に転がり接触をすると共に、上記支承本体の下端の連結部の拡径部の表面と、上記下受座の収容室の拡径壁面とが摺動接触し、
上記上受座に対して支承本体が最大変位角をとるとき、上記支承本体の下端の連結部の先端部が、上記下受座の収容室の底部と嵌合する。
【００２４】
上記実施形態によれば、支承本体の下端の連結部に形成された凹部の底面と、下受座の収容室に形成された凸部の端面との間に転動面を形成すると共に、支承本体の下端の連結部に形成された拡径部の表面と、下受座の拡径壁面との間に摺動面を形成する。また、支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの一方に形成された連結室と、支承本体の上端の連結部及び上受座のうちの他方に形成された凸部との間に摺動面を形成する。これにより、良好な耐久性を有すると共に、十分な支持能力と変形能力と減衰能力を有する免震支承が得られる。
【００２５】
さらに、支承本体の下端の連結部に形成された拡径部の表面と、下受座の収容室に形成された拡径壁面とが回転曲面形状であるので、免震支承の常時における中心軸の直角方向のあらゆる振動に対して、偏り無く支承本体を回動させると共に、振動の減衰を行うことができる。
【００２６】
また、上記実施形態の免震支承は、下受座に対して支承本体が最大変位角をとるとき、支承本体の下端の連結部の先端部が、下受座の収容室の底部と嵌合するので、この嵌合面の圧縮力により下受座に対する支承本体の更なる角変位を規制できる。したがって、従来の免震支承のように、最大変位時に過大なモーメントが作用して受座が破壊することが無く、良好な耐久性を奏することができる。
【００２７】
また、支承本体の下端の連結部は、拡径部が下受座の拡径壁面に接するように収容室内に収容されるので、支承本体に鉛直上向き成分を含む力が作用すると、支承本体の下端の連結部の拡径部が下受座の拡径壁面に係止する。したがって、下受座に対する支承本体の分離を防止できる。その結果、この免震支承は、抜け止め効果が得られ、建築物本体から作用した鉛直上向き成分を含む力を、支承本体を介して下受座に伝えることができる。
【００２８】
なお、上記下受座の収容室が有する凸部の端面及び支承本体の下端の連結部が有する凹部の底面の径方向の輪郭長さとは、径方向断面において凸部の端面及び凹部の底面を表したときに表れる線の長さをいう。
【００２９】
本発明の他の側面による免震支承は、上受座と、下受座と、上受座と下受座に対して夫々回動可能に形成された連結部を上端と下端に有する支承本体とを備え、上受座と下受座とが水平変位をとるに伴って連結部が上受座と下受座に対して夫々回動して支承本体が傾斜するように形成された免震支承であって、
上記上受座及び下受座と上記支承本体の上端及び下端の連結部との間に、互いに接触して連結部の回動時に転動する転動面と、互いに接触して連結部の回動時に摺動する摺動面とが夫々形成され、
上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、水平方向において、上記支承本体の上端の連結部の転動面と上受座の転動面との接触位置が、上記支承本体の下端の連結部の転動面と下受座の転動面との接触位置を、下受座に対する上受座の変位方向に越えないように形成されていることを特徴としている。
【００３０】
上記構成の免震支承によれば、上受座が例えば建築物本体の下端に固定され、下受座が例えば基礎の上端に固定されることにより、建築物の免震構造を形成する。この免震支承を用いた免震構造は、常時において、建築物本体の荷重が、上受座の転動面から支承本体の上端の連結部の転動面に伝達され、この支承本体に伝達された建築物本体の荷重は、この支承本体の下端の連結部の転動面から下受座の転動面に伝達される。ここで、上受座及び下受座の摺動面と、支承本体の上端及び下端の連結部の摺動面とが互いに接触しているので、上受座と下受座の間における支承本体の姿勢が安定となる。したがって、建築物本体の荷重を安定して転動面を介して支持することができるので、この免震支承は、十分な支持能力を安定して発揮することができる。
【００３１】
一方、地震時には、基礎が設置された地盤が地震等によって振動するに伴い、下受座の転動面と支承本体の下端の連結部の転動面とが接触状態で転動しながら支承本体の下端の連結部が下受座に対して回動すると共に、上受座の転動面と支承本体の上端の連結部の転動面とが接触状態で転動しながら支承本体の上端の連結部が上受座に対して回動する。これにより支承本体が傾斜し、この支承本体が所定の最大傾斜角度に至るまで、上受座と下受座が変位する。したがって、この免震支承は、上受座と下受座が十分な変位能力を有する。
【００３２】
また、地震時において、建築物本体の荷重を、上受座と支承本体の上端の連結部との間の転動面と、支承本体の下端の連結部と下受座との間の転動面を介して伝達するので、従来のように摺動面で荷重を伝達するよりも、連結部の損傷を少なくできる。したがって、免震支承の耐久性を従来よりも向上できる。
【００３３】
さらに、上受座と下受座が変位するとき、支承本体の下端の連結部が下受座に対して回動するに伴い、下受座の摺動面と支承本体の下端の連結部の摺動面とが摺動すると共に、支承本体の上端の連結部が上受座に対して回動するに伴い、上受座の摺動面と支承本体の上端の連結部の摺動面とが摺動する。これらの摺動面の摺動により、摩擦によって熱エネルギーが生成され、この熱エネルギーに相当する振動エネルギーが減少する。したがって、上受座に固定された建築物本体の振動を減衰させることができるので、この免震支承は十分な減衰能力を有する。
【００３４】
さらに、上受座と下受座が最大変位をとるとき、水平方向において、上記支承本体の上端の連結部の転動面と上受座の転動面との接触位置が、上記支承本体の下端の連結部の転動面と下受座の転動面との接触位置を、下受座に対する上受座の変位方向に越えない。したがって、上記上受座の転動面から支承本体の上端の連結部の転動面へ作用する力と、上記支承本体の下端の連結部の転動面から下受座の転動面へ作用する力とで、上記上受座を、この上受座と下受座との間の水平変位を減少させる方向に移動させる偶力を形成することができる。したがって、最大変位をとった上受座と下受座を、変位が減少する方向に移動させることができるので、この免震支承は十分な復元能力を有する。
【００３５】
このように、本発明の他の側面の免震支承によれば、従来よりも耐久性を向上できると共に、十分な支持能力と変形能力と減衰能力と復元能力とを有する。したがって、例えば住宅等の小規模建築物に、金属バネや粘性ダンパ等の他の装置を併用することなく、この免震支承のみを用いて免震構造を形成できるので、建築コストの低減を図ることができる。
【００３６】
なお、この免震支承のみを用いて免震構造を形成できるとは、他の装置の併用を排除する趣旨ではなく、当然に、この免震支承に他の装置を併用して免震構造を形成してもよい。
【００３７】
さらに、上記上受座及び下受座と、支持本体の上端の連結部及び下端の連結部との間に形成される摺動面により、支持本体の上端及び下端の連結部の転動面に、上受座及び下受座の転動面に対して実質的にすべりの無い転がりをもたらすことができる。また、上記上受座及び下受座と、支持本体の上端の連結部及び下端の連結部との間に形成される摺動面により、下受座に対する上受座の動作を、上記上受座及び下受座と、支持本体の上端及び下端の連結部との間に形成される転動面の形状に応じた経路に規制することができる。したがって、上受座に固定される建築物本体の動きを規制できる。その結果、地震時の建築物本体の動きの規制と予測が可能となるので、建築物本体の過剰な変位による被害を効果的に防止でき、また、予測される動きに応じた適正な被害防止対策を行うことができる。
【００３８】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の連結部は、先端に向かって拡径すると共に先端の近傍に最大径を有して表面が回転曲面形状の拡径部と、端面に形成されて円形の底面を有する凹部とを有し、
上記上受座及び下受座は、開口又は開口の近傍から底に向かうにつれて拡径し、底の近傍に最大径を有する回転曲面形状の拡径壁面と、底から開口側に突出すると共に、径方向の輪郭長さが上記支承本体の連結部の凹部の底面が有する径方向の輪郭長さと略同じに形成された円形の端面を有する凸部とを有して上記支承本体の連結部を収容する収容室を有し、
上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び下受座の収容室の凸部の端面とが接触すると共に、上記支承本体の連結部の拡径部の表面と、上記上受座及び下受座の収容室の拡径壁面とが接触し、
上記上受座と下受座が変位するとき、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び下受座の収容室の凸部の端面とが実質的に転がり接触をすると共に、上記支承本体の連結部の拡径部の表面と、上記上受座及び下受座の収容室の拡径壁面とが摺動接触し、
上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、上記支承本体の連結部の先端部が、上記上受座及び下受座の収容室の底部と嵌合すると共に、水平方向において、上記支承本体の上端の連結部の凹部の底面と上受座の収容室の凸部の端面との接触位置が、上記支承本体の下端の連結部の凹部の底面と下受座の収容室の凸部の端面との接触位置を、下受座に対する上受座の変位方向に越えないように形成されている。
【００３９】
上記実施形態によれば、支承本体の連結部に形成された凹部の底面と、上受座及び下受座の収容室に形成された凸部の端面との間に転動面を形成すると共に、支承本体の連結部に形成された拡径部の表面と、上受座及び下受座の拡径壁面との間に摺動面を形成する。これにより、良好な耐久性を有すると共に、十分な支持能力と変形能力と復元能力と減衰能力を有する免震支承が得られる。
【００４０】
さらに、支承本体の連結部に形成された拡径部の表面と、上受座及び下受座の収容室に形成された拡径壁面とが回転曲面形状であるので、免震支承の常時における中心軸の直角方向のあらゆる振動に対して、偏り無く上受座と下受座を水平変位させると共に、振動の減衰を行うことができる。
【００４１】
さらに、上受座と下受座が最大変位をとるとき、支承本体の連結部の先端部が、上受座及び下受座の収容室の底部と嵌合することにより、これらの嵌合面の圧縮力により上受座と下受座の更なる変位を規制できる。したがって、従来の免震支承のように、最大変位時に過大なモーメントが作用して受座が破壊することが無く、良好な耐久性を奏することができる。
【００４２】
また、支承本体の上端及び下端の連結部は、拡径部が上受座及び下受座の拡径壁面に接するように収容室内に収容されるので、上受座に鉛直上向き成分を含む力が作用すると、支承本体の上端の連結部の拡径部が上受座の拡径壁面に係止すると共に、支承本体の下端の連結部の拡径部が下受座の拡径壁面に係止し、これにより、上受座と支承本体と下受座の分離を防止できる。その結果、この免震支承は、抜け止め効果が得られ、建築物本体から上受座に作用した鉛直上向き成分を含む力を、支承本体を介して下受座に十分に伝えることができる。
【００４３】
なお、上記凸部の端面及び支承本体の凹部の底面の径方向の輪郭長さとは、径方向断面において凸部の端面及び凹部の底面を表したときに表れる線の長さをいう。
【００４４】
一実施形態の免震支承は、上記上受座及び／又は下受座は、開口と拡径壁面との間に形成され、開口から底に向かうにつれて縮径する環状のテーパ面を有し、
上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、上記支承本体の上端の連結部と下端の連結部との間の部分の側面が、上記上受座及び／又は下受座のテーパ面に当接する。
【００４５】
上記実施形態によれば、上受座と下受座が最大変位をとるとき、支承本体の上端の連結部と下端の連結部との間の部分の側面が、上記上受座及び／又は下受座のテーパ面に当接する。これら支承本体の側面と、上受座及び／又は下受座のテーパ面との当接面に作用する圧縮力により、上受座と下受座の更なる変位が規制される。これにより、従来の免震支承のように過大なモーメントが作用して受座が破壊する不都合が防止され、免震支承の耐久性を高めることができる。
【００４６】
一実施形態の免震支承は、上記上受座及び／又は下受座が有する収容室に形成された拡径壁面は、この拡径壁面が形成された収容室に収容された上記支承本体の連結部が回動する際に拡径部の表面が描く包絡面の形状を有する。
【００４７】
上記実施形態によれば、拡径部を有する支承本体の連結部が、拡径壁面が形成された上受座及び／又は下受座の収容室内で回動する際、上記連結部の拡径部の表面と収容室の拡径壁面とを効果的に摺動させることができる。したがって、これらの摺動面の摩擦による熱エネルギーを効率的に生成し、その結果、振動エネルギーを効率的に減少させて振動を効果的に減衰できる。
【００４８】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び下受座の収容室の凸部の端面は、上記上受座と下受座の水平変位が増大するにしたがって、上記上受座と下受座の鉛直方向の離隔が増大する形状に形成されている。
【００４９】
上記実施形態によれば、上受座と下受座の水平変位が増大するにしたがって、上記上受座と下受座の鉛直方向の離隔が増大するので、下受座に対する上受座の位置エネルギーが大きくなる。これにより、変位した上受座と下受座を、鉛直方向の離隔を縮小する方向、すなわち、水平変位が減少する方向に動作させることができるので、この免震支承は、上受座と下受座の十分な復元能力を有する。
【００５０】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面との少なくとも一方が、周縁部よりも中央部が膨出した形状に形成されている。
【００５１】
上記実施形態によれば、支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とを、安定して転動接触させることができる。なお、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面は、径方向断面に現れる輪郭の長さを同一に形成するのが好ましい。
【００５２】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とが、周縁部よりも中央部が膨出した互いに同一の曲面に形成されている。
【００５３】
上記実施形態によれば、支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面は、周縁部よりも中央部が膨出した曲面に形成されることにより、点接触に近い接触状態が得られる。したがって、支承本体の連結部を、上受座及び／又は下受座に対して滑らかに転動させることができる。また、支承本体の連結部の凹部の底面と、上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面は、互いに同一の曲面に形成されることにより、凹部の底面と凸部の端面とを無駄なく接するように形成できて、連結部と収容室との間に無駄な領域や空間が生じることを防止できる。したがって、支承本体の連結部の周辺部分を小型にできるので、支承本体を効果的に小型化できる。
【００５４】
なお、上記連結部の凹部の底面に連なる凹部の側面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面に連なる凸部の側面が、互いに嵌合可能な形状とされているのが好ましい。これにより、支承本体の連結部の凹部の底面と、上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面が、互いに縁部で接する程度に連結部が回動したとき、連結部の凹部の側面と収容室の凸部の側面が嵌合して、更なる回動が規制される。したがって、小型なうえに、連結部が収容室に対して最大回動角をなすに至ったときに、従来のように過大なモーメントで受座が破損する不都合を防止しながら、連結部の更なる回動を規制できる。
【００５５】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とが、中央部が平面かつ周縁部が曲面の互いに同一形状に形成されている。
【００５６】
上記実施形態によれば、常時において、支承本体の連結部の凹部の底面と、この凹部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とが、各々の中央部に形成される平面によって互いに面接触する。したがって、支承本体の連結部と上受座及び／又は下受座とに作用する応力を低減できるので、点接触によって荷重を伝達する球状関節のように、持続的に作用する荷重によって接触面が損傷する不都合を防止できる。ここで、上記支承本体の連結部の凹部の底面と、上記上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面は、中央部の平面と周縁部の曲面との間が漸近的に接続されるように形成するのが好ましい。これにより、地震等の振動に伴い、支承本体の上端と下端の連結部が上受座と下受座に対して回動するに伴い、支承本体の連結部の凹部の底面と上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面との接触状態が、滑らかに面接触から点接触へと移行する。したがって、支承本体が上受座及び／又は下受座に対して滑らかに揺動し、上受座と下受座を滑らかに変位させることができる。また、有害な応力集中の発生を防止できる。また、常時において、支承本体の連結部の凹部の底面と、上受座及び／又は下受座の収容室の凸部の端面とが、点接触の場合よりも大幅に広い面積で接触するので、上受座に連結される建築物を安定して支えることができる。
【００５７】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の連結部に形成された拡径部は、小曲率部と、この小曲率部の先端側に連なる大曲率部とを有し、上記上受座と下受座が最大変位をとるとき、上記拡径部の大曲率部が、上記拡径部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の拡径壁面の開口側の端部に係止するように形成されている。
【００５８】
上記実施形態によれば、支承本体の連結部に形成された拡径部が有する大曲率部が、上記拡径部が形成された連結部を収容する上受座及び／又は下受座の拡径壁面の開口側の端部に係止するので、上受座と下受座が最大変位をとったときに上受座に上方向の力が作用しても、上受座及び下受座と支承本体とが分離することを防止できる。したがって、この免震支承は、上受座と下受座とが最大変位をなす場合においても十分に高い抜け止め効果が得られて、上受座に固定された建築物本体の浮き上がり抵抗能力を発揮することができる。
【００５９】
一実施形態の免震支承は、上記支承本体の下端の連結部と、下受座の収容室との間に、粘性流体が充填されている。
【００６０】
上記実施形態によれば、支承本体の下端の連結部が下受座に対して回動したとき、連結部と収容室との間に充填された粘性流体の緩衝作用により、連結部の回動を減衰させることができる。したがって、支承本体の下受座に対する揺動が減衰するので、免震支承の減衰能力を更に高めることができる。また、支承本体の下端の連結部と下受座の収容室との間に存在する空間に粘性流体を充填すればよいので、免震支承を大型化することなく、減衰能力の向上を図ることができる。
【００６１】
ここで、下受座の収容室の拡径壁面が、支承本体の拡径部の表面が描く包絡面の形状を有する場合、効果的に減衰能力が得られる。すなわち、下受座の収容室の拡径壁面が包絡面の形状を有する場合、支承本体の下端の連結部が常時位置にあるとき、この連結部の拡径部の表面と、下受座の収容室の拡径壁面とは実質的に線接触をする。この線接触位置に関して、連結部と収容室との間の空間が、上側室と下側室とに分けられる。この常時位置から、支承本体の連結部が回動すると、下受座の収容室の拡径壁面は支承本体の拡径部の包絡面に形成されているので、拡径部の表面と拡径壁面との間の線接触が途切れて隙間が生じる。この隙間を通して、上側室と下側室との間に粘性流体が流れることにより、粘性流体が流れ抵抗を受けて、連結部の回動が減衰する。こうして、粘性流体に抵抗を与える部品を追加することなく、支承本体の下端の連結部と下受座の収容室との間に粘性流体を充填するのみにより、連結部の回動を減衰できて、支承本体の揺動を減衰できるので、免震支承の減衰能力を効果的に向上させることができる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によれば、建築物本体の荷重を転動面で安定して支持できると共に、建築物本体の振動を接触面の摺動で熱エネルギーに変換して減衰できる。したがって、十分な耐久性を有するうえに、免震構造に求められる能力を十分に有し、例えば住宅等の小規模建築物に、金属バネや粘性ダンパ等の他の装置を併用することなく免震効果を発揮できる免震支承が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態の免震支承を示す断面図である。
【図２Ａ】上受座の断面図である。
【図２Ｂ】支承本体の断面図である。
【図２Ｃ】下受座の断面図である。
【図３】第１実施形態の免震支承が最大変位をとった様子を示す断面図である。
【図４】第２実施形態の免震支承を示す断面図である。
【図５】第２実施形態の免震支承が最大変位をとった様子を示す断面図である。
【図６】第３実施形態の免震支承を示す断面図である。
【図７】第３実施形態の免震支承が最大変位をとった様子を示す断面図である。
【図８】変形例の免震支承を示す断面図である。
【図９】変形例の免震支承が最大変位をとった様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の免震支承を示す断面図である。この免震支承は、小規模建築物としての住宅に用いられて免震構造を構成するものであり、建築物本体の下端に固定される上受座２と、地盤上に設置される基礎の上端に固定される下受座３と、上受座と下受座との間に揺動自在に夫々連結された支承本体１とで形成されている。
【００６６】
図２Ａは上受座２の断面図であり、図２Ｂは支承本体１の断面図であり、図２Ｃは下受座３の断面図である。
【００６７】
支承本体１は、大略円筒形の糸巻き形状を有し、中心軸Ｘ１の延在方向の中央に位置する円柱部１１と、この円柱部１１の上端と下端に夫々形成された連結部を備える。連結部は、上受座２と下受座３の収容室内に回動自在に収容される部分であり、円柱部１１に連なる拡径部１２，１５と、端面に形成された凹部１３，１６を有する。拡径部１２，１５は、円柱部１１の端から先端に向かうにつれて拡径し、上端の近傍で最大径を有するように形成されている。凹部１３，１６は、開口端から底に向かって縮径するテーパ形状の側面１３ａ，１６ａと、中央部が周縁部よりも高く膨出した底面１３ｂ，１６ｂを有する。これらの底面１３ｂ，１６ｂは、中央部が平面に形成されている一方、周縁部が緩やかな曲面に形成されおり、この周縁部の曲面は、中央部の平面に漸近的に接続されている。拡径部１２，１５の先端縁と凹部１３，１６の開口端縁との間には、径方向断面において曲線を描く環状端部１４，１７が形成されている。凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂが、支承本体１の転動面として機能し、拡径部１２，１５の表面が支承本体１の摺動面として機能する。円柱部１１、拡径部１２，１５、凹部１３，１６及び環状端部１４，１７の表面は、中心軸Ｘ１を共通とする回転曲面に形成されている。
【００６８】
上受座２は、下端面に開口を有する円筒形状の受座本体２１と、この受座本体２１の上端に形成されたフランジ２２とで構成されている。受座本体２１の下端面の開口は、内部に形成されて支承本体１の連結部を収容する収容室２３に連なっている。収容室２３は、開口部に形成され、底に向かうにつれて縮径する環状のテーパ面２４と、このテーパ面２４に連なる拡径壁面２５と、この拡径壁面２５の内側に形成されて底から開口に向かって突出する凸部２６を有する。凸部２６は概ね円錐台形状を有し、中央部が周縁部よりも高く膨出した緩やかな曲面形状の端面２６ａと、この端面２６ａの縁に連なり、底に向かうにつれて拡径するテーパ側面２６ｂを有する。凸部２６は、拡径壁面２５の半分程度の高さを有する。凸部２６のテーパ側面２６ｂの底側端縁と、拡径壁面２５の底側端縁との間には、径方向断面において曲線を描く環状溝２７が形成されている。収容室２３のテーパ面２４、拡径壁面２５、凸部２６及び環状溝２７の表面は、中心軸Ｘ２を共通とする回転曲面に形成されている。
【００６９】
上受座２の凸部２６の端面２６ａの表面は、支承本体１の上端に設けられた凹部１３の底面１３ｂと実質的に同一形状に形成されている。すなわち、凸部２６の端面２６ａは、中央部が平面に形成されている一方、周縁部が緩やかな曲面に形成されおり、この周縁部の曲面は、中央部の平面に漸近的に接続されている。また、上受座２の拡径壁面２５は、支承本体１の上端の拡径部１２が回動する際に描く包絡面の形状とされている。凸部２６の端面２６ａが上受座２の転動面として機能し、収容室２３の拡径壁面２５が上受座２の摺動面として機能する。
【００７０】
下受座３は、上受座２と実質的に同じ形状を有し、上受座２と鉛直逆向きに配置される。すなわち、下受座３は、円筒形状の受座本体３１とフランジ３２とで構成され、受座本体３１は、上端面の開口に連なる収容室３３を有する。収容室３３は、開口部のテーパ面３４と、テーパ面３４に連なる拡径壁面３５と、拡径壁面３５の内側の凸部３６と、拡径壁面３５の底側端縁と凸部３６の底側端縁との間に環状溝３７を有する。凸部３６は、拡径壁面３５の半分程度の高さを有し、中央部が周縁部よりも高く膨出した緩やかな曲面形状の端面３６ａと、底に向かうにつれ拡径するテーパ側面３６ｂを有する。収容室３３のテーパ面３４、拡径壁面３５、凸部３６及び環状溝３７の表面は、中心軸Ｘ３を共通とする回転曲面に形成されている。
【００７１】
下受座３の凸部３６の端面３６ａの表面は、支承本体１の下端に設けられた凹部１６の底面１６ｂと実質的に同一形状に形成されている。すなわち、凸部３６の端面３６ａは、中央部が平面に形成されている一方、周縁部が緩やかな曲面に形成されおり、この周縁部の曲面は、中央部の平面に漸近的に接続されている。また、下受座３の拡径壁面３５は、支承本体１の下端の拡径部１５が回動する際に描く包絡面の形状とされている。凸部３６の端面３６ａが下受座３の転動面として機能し、収容室３３の拡径壁面３５が下受座３の摺動面として機能する。
【００７２】
この免震支承は、基礎と建築物本体との間に複数個配置され、上受座２のフランジ２２が建築物本体の下端に固定されると共に、下受座３のフランジ３２が基礎の上端に固定される。これにより、建築物本体を基礎に対して変位可能としている。
【００７３】
地震等の振動の無い常時では、建築物本体の荷重が、上受座２の凸部２６の端面２６ａから支承本体１の上端の凹部１３の底面１３ｂに伝達され、この支承本体１に伝達された建築物本体の荷重は、下端の凹部１６の底面１６ｂから下受座３の凸部３６の端面３６ａに伝達される。ここで、上受座２及び下受座３の拡径壁面２５，３５と、支承本体１の上端及び下端の拡径部１２，１５の表面とが互いに接触しているので、上受座２と下受座３の間における支承本体１の姿勢が安定となる。したがって、建築物本体の荷重を安定して凸部２６，３６の端面２６ａ，３６ａと凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂとを介して支持することができるので、この免震支承は、十分な支持能力を安定して発揮することができる。
【００７４】
また、常時において、支承本体１の上端及び下端の凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂと、上受座２及び下受座３の凸部２６，３６の端面２６ａ，３６ａとが、中央に形成された平面で互いに面接触して建築物本体の荷重を伝達する。したがって支承本体１と上受座２及び下受座３の接触部に作用する応力を比較的小さくできるので、従来の球状関節を有する免震支承のように、点接触をする接触面に応力集中が生じて破損することが無い。したがって、この免震支承は、常時において持続的に作用する荷重に関して、良好な耐久性を有する。
【００７５】
一方、地震等には、地盤が地震等によって振動するに伴い、下受座３の凸部３６の端面３６ａと支承本体１の下端の凹部１６の底面１６ｂとが接触状態で転動しながら、支承本体１の下端の連結部が下受座３に対して回動する。これと共に、上受座２の凸部２６の端面２６ａと支承本体１の上端の凹部１３の底面１３ｂとが接触状態で転動しながら、支承本体１の上端の連結部が上受座２に対して回動する。これにより支承本体１が傾斜し、この支承本体１が所定の最大傾斜角度に至るまで、上受座２と下受座３が変位する。したがって、この免震支承は、上受座２と下受座３が十分な変位能力を有する。
【００７６】
この免震支承は、上受座２と下受座３が変位する際、振動の減衰作用を行う。すなわち、支承本体１の下端の連結部が下受座３に対して回動するに伴い、下受座３の収容室３３の拡径壁面３５と支承本体１の下端の拡径部１５の表面とが摺動する。これと共に、支承本体１の上端の連結部が上受座２に対して回動するに伴い、収容室２３の拡径壁面２５と支承本体１の上端の拡径部１２の表面とが摺動する。これらの拡径壁面２５，３５と拡径部１２，１５の表面との摺動により、摩擦によって熱エネルギーが生成され、この熱エネルギーに相当する振動エネルギーが減少する。しかも、上受座及び下受座２，３の拡径壁面２５，３５は、支承本体１の上端及び下端の拡径部１２，１５が回動する際に描く包絡面の形状とされているので、上受座２と下受座３の変位過程において拡径壁面２５，３５と拡径部１２，１５の表面との接触状態が保たれる。したがって、拡径壁面２５，３５と拡径部１２，１５の接触により十分に熱エネルギーが生成されて、振動エネルギーを効果的に減少させることができる。こうして、上受座２に固定された建築物本体の振動を効果的に減衰させることができるので、この免震支承は十分な減衰能力を有する。
【００７７】
また、地震時において、建築物本体の荷重は、支承本体１の転動面である凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂと、上受座２及び下受座３の転動面である凸部２６，３６の端面２６ａ，３６ａを介して伝達される。したがって、従来の球状関節のように摺動面で荷重を伝達するよりも、転動面の表面損傷を少なくできるので、免震支承の耐久性を従来よりも向上できる。
【００７８】
図３は、この免震支承の上受座２と下受座３が最大変位をとった様子を示す断面図である。この上受座２と下受座３が最大変位をとると、水平方向において、支承本体１の上端の凹部１３の底面１３ｂの縁と、上受座２の凸部２６の端面２６ａの縁との接触位置が、支承本体１の下端の凹部１６の底面１６ｂの縁と、下受座３の凸部３６の端面３６ａの縁との接触位置を越えない。換言すれば、図３では、上受座２が下受座３に対して右方向の最大変位をとっているところ、上受座２から支承本体１へ作用する荷重Ｆ１の水平方向位置は、下受座３から支承本体１に作用する反力Ｆ２の水平方向位置よりも、変位方向と反対側である左側に距離Ｄだけ寄っている。したがって、支承本体１に作用する荷重Ｆ１と反力Ｆ２は、上受座２と下受座３の変位を減少させる方向の偶力となるので、最大変位をとった上受座２と下受座３を、変位が減少する方向に移動させることができる。
【００７９】
さらに、上受座２及び下受座３の凸部２６，３６の端面２６ａ，３６ａと、これに接する支承本体１の上端及び下端の凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂは、いずれも中央部が周縁部よりも高く膨出すると共に、周縁部が緩やかな曲面形状に形成されているので、上受座２と下受座３の水平変位が増大するにしたがって、上受座２と下受座３の鉛直方向の離隔が増大して、上受座２が下受座３に対して上昇する。図３に示す最大変位において、上受座２は下受座３に対して最も高い上昇位置に達する。このように、上受座２と下受座３が変位するにつれて、下受座３に対する上受座２の位置エネルギーが大きくなるので、変位した上受座２と下受座３を、鉛直方向の離隔を縮小する方向、すなわち、水平変位が減少する方向に動作させることができる。したがって、上受座２と下受座３の復元能力を更に高めることができる。
【００８０】
また、上受座２と下受座３が最大変位をとるとき、支承本体１の上端及び下端の連結部の環状端部１４，１７が、上受座２及び下受座３の環状溝２７，３７に嵌合し、これらの嵌合面に作用する圧縮力により上受座２と下受座３の更なる変位を規制する。また、上受座２と下受座３が最大変位をとるとき、支承本体１の円柱部１１の側面が、上受座２のテーパ面２４と、下受座３のテーパ面３４とに当接し、これらの当接面に作用する圧縮力により上受座２と下受座３の更なる変位を規制する。これにより、従来の免震支承のように、最大変位時に過大なモーメントが作用して受座が破壊することが無いので、この免震支承は良好な耐久性を奏することができる。
【００８１】
このように、本実施形態の免震支承は、従来よりも耐久性を向上できると共に、十分な支持能力と変形能力と復元能力と減衰能力を有する。したがって、例えば住宅等の小規模建築物に、金属バネや粘性ダンパ等の他の装置を併用することなく、この免震支承のみを用いて免震構造を形成できる。その結果、建築コストの低減を図ることができると共に、免震構造の施工の手間を効果的に軽減できる。
【００８２】
さらに、本実施形態の免震支承は、上受座２の拡径壁面２５及び下受座３の拡径壁面３５と、支持本体１の上端及び下端の連結部の拡径部１２，１５との間に形成される摺動面により、支持本体１の上端及び下端の連結部に形成された凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂの転動面に、上受座２の凸部２６の端面２６ａ及び下受座３の凸部３６の端面３６ａの転動面に対して実質的にすべりの無い転がりをもたらすことができる。また、上受座２の拡径壁面２５及び下受座３の拡径壁面３５と、支持本体１の上端及び下端の連結部の拡径部１２，１５との間に形成される摺動面により、下受座３に対する上受座２の動作を、支持本体１の上端及び下端の連結部に形成された凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂの転動面と、上受座２の凸部２６の端面２６ａ及び下受座３の凸部３６の端面３６ａの転動面の形状に応じた経路に規制することができる。したがって、上受座２に固定される建築物本体の動きを規制できる。その結果、地震時の建築物本体の動きの規制と予測が可能となるので、建築物本体の過剰な変位による被害を効果的に防止でき、また、予測される動きに応じた適正な被害防止対策を行うことができる。
【００８３】
また、本実施形態の免震支承は、支承本体１の上端及び下端の連結部が拡径部１２，１５を有し、この拡径部１２，１５が上受座２と下受座３の拡径壁面２５，３５に夫々接するように収容室２３，３３内に夫々収容されるので、上受座２に鉛直上向き成分を含む力が作用すると、支承本体１の上端及び下端の連結部の拡径部１２，１５が上受座２及び下受座３の拡径壁面２５，３５に係止し、これにより、上受座２と支承本体１と下受座３の分離を防止できる。その結果、この免震支承は、抜け止め効果が得られ、建築物本体から上受座２に作用した鉛直上向き成分を含む力を、支承本体１を介して下受座３に十分に伝えることができる。
【００８４】
なお、上記実施形態において、上受座２及び下受座３の凸部２６，３６の端面２６ａ，３６ａと、支承本体１の上端及び下端の凹部１３，１６の底面１３ｂ，１６ｂを、いずれも中央部が周縁部よりも高く膨出すると共に、中央部が平面かつ周縁部が曲面である互いに同一の形状に形成したが、上記端面２６ａ，３６ａと底面１３ｂ，１６ｂは、互いに異なる形状に形成してもよく、また、いずれか一方の全面を平面に形成してもよい。また、上記端面２６ａ，３６ａと底面１３ｂ，１６ｂは、曲面のみで形成されてもよい。要は、上受座２と下受座３の水平変位が増大するにしたがって、上受座２と下受座３の鉛直方向の離隔が増大する形状であれば、端面２６ａ，３６ａと底面１３ｂ，１６ｂの形状はどのようなものでもよい。
【００８５】
また、上記実施形態において、上受座２及び下受座３の開口に環状のテーパ面２４，３４を形成したが、テーパ面２４，３４は無くてもよい。すなわち、上受座２及び下受座３の開口に、拡径壁面２５，３５が直接連なって形成されてもよい。この場合、上受座２と下受座３とが最大変位をとるとき、支承本体１の円柱部１１の側面は上受座２及び下受座３に当接しないので、上受座２と下受座３の更なる変位の規制は、支承本体１の環状端部１４，１７と、上受座２及び下受座３の環状溝２７，３７との嵌合のみによって行われる。テーパ面２４，３４を削除することにより、上受座２及び下受座３の高さを削減することができる。
【００８６】
なお、この免震支承のみを用いて免震構造を形成することができるが、金属バネや粘性ダンパ等の他の装置を適宜併設してもよい。
【００８７】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態の免震支承を示す断面図である。第２実施形態の免震支承は、支承本体１の連結部の拡径部が小曲率部と大曲率部とで形成されている点が、第１実施形態と異なる。第２実施形態の免震支承について、第１実施形態の免震支承と実質的に同じ構成部分には同じ参照番号を引用して詳細な説明を省略する。
【００８８】
図４に示すように、本実施形態の免震支承は、支承本体１の上端及び下端の連結部の拡径部１２，１５が、小曲率部１２１，１５１と大曲率部１２２，１５２とで形成されている。小曲率部１２１，１５１は、円柱部１１の上下両端に連なり、断面において小さい曲率をなす曲線を描くように拡径している。大曲率部１２２，１５２は、小曲率部１２１，１５１の先端側に連なり、断面において小曲率部１２２，１５２よりも大きい曲率をなす曲線を描くように拡径している。
【００８９】
また、上受座２及び下受座３の拡径壁面２５，３５は、開口側の縁部（図４のＹ１及びＹ２で示す範囲の部分）が、上記拡径部１２，１５の大曲率部１２２，１５２の小曲率部１２１，１５１側の部分（図４のＸ１及びＸ２で示す範囲の部分）の表面に対応した形状に形成されている。
【００９０】
本実施形態の免震支承が動作して上受座２と下受座３が最大変位をとると、図５に示すように、支承本体１の拡径部１２，１５の大曲率部１２２，１５２の小曲率部１２１，１５１側の部分が、上受座２及び下受座３の拡径壁面２５，３５の開口側に係止する。これにより、上受座２と下受座３が最大変位をとったときに上受座２に上方向の力が作用しても、上受座２及び下受座３と支承本体１とが分離することを防止できる。したがって、この免震支承は、抜け止め効果が得られ、上受座２に固定された建築物本体の浮き上がり抵抗能力を発揮することができる。
【００９１】
上記各実施形態において、上受座２及び下受座３の収容室３３の内部は大気に開放していたが、下受座３の収容室３３と支承本体１の下端の連結部との間に粘性流体としてのオイルを充填することにより、免震支承にダンパ機能を付与してもよい。例えば、下受座３の拡径壁面３５及び凸部３６の表面と、支承本体１の拡径部１５及び凹部１６の表面との間に、油液を充填する。ここで、常時においては、下受座３の拡径壁面３５と、支承本体１の拡径部１５の表面とは線接触をするので、この線接触位置に関して、連結部と収容室３３の間の空間が上側室と下側室に分けられている。この上側室にオイルが充填されて上油室が形成されると共に、下側室にオイルが充填されて下油室が形成される。
【００９２】
地震等の振動によって支承本体１の連結部が回動すると、下受座３の拡径壁面３５は支承本体１の拡径部１５の包絡面に形成されているので、拡径部１５の表面と拡径壁面３５との間の線接触が途切れて隙間が生じる。この隙間を通して上油室と下油室との間にオイルが流れることにより、オイルが流れ抵抗を受けて、連結部の回動が減衰する。こうして、例えば絞り抵抗等を設けることなく、支承本体１の連結部と下受座３の収容室３３との間にオイルを充填するのみにより、連結部の回動を減衰させることができる。したがって、例えばオリフィスやバルブ等の抵抗を与える部品を追加することなく、簡単な構成により、免震支承に衝撃緩和能力を与えたり、免震支承の減衰能力を向上させることができる。なお、粘性流体としては、オイル以外に、シリコン流体や磁性流体等の他の流体を用いることもできる。
【００９３】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態の免震支承を示す断面図である。第３実施形態の免震支承は、支承本体１の上端の連結部に球状の連結室１１３が形成されて、球状凸部２０３を有する上受座２に連結されている点が、第１実施形態と異なる。第３実施形態の免震支承について、第１実施形態の免震支承と実質的に同じ構成部分には同じ参照番号を引用して詳細な説明を省略する。
【００９４】
図６は、免震支承の常時の状態を示す断面図であり、上受座２と支承本体１と下受座３の中心軸が一直線上に配置されている。図６に示すように、本実施形態の免震支承は、支承本体１の上端の連結部が、概ね球状の内側面を有する連結室１１３を有する。一方、上受座２は、支承本体１の上端の連結部が有する連結室１１３に収容されて概ね球状の表面を有する球状凸部２０３を有する。
【００９５】
支承本体１の上端の連結部は、円柱部１１の上端に連なる円錐台形状の縮径部１１２を有し、この縮径部１１２の上端面に連結室１１３が形成されている。連結室１１３は、内側面が概ね球状であり、縮径部１１２の上端面に表れる開口の直径よりも、内側面の最大径が大きく形成されている。また、上受座２は、建築物本体に固定される円盤状のフランジ２０１と、フランジ２０１の下端面に同軸に形成された円錐台形状の傾斜面部２０２を有し、傾斜面部２０２の下端に球状凸部２０３が一体に形成されている。上受座２の球状凸部２０３は、直径が支承本体１の連結室１１３の直径よりも多少小さく形成されている。図６に示す常時の状態で、上受座２の球状凸部２０３は、中心軸の直角方向における最大径の部分が、支承本体１の連結室１１３内に埋没するように収容されている。上記支承本体１の連結室１１３の内側面と、上記上受座２の球状凸部２０３の表面とが接触した状態で、支承本体１の上端の連結部と上受座２とが連結されている。
【００９６】
一方、支承本体１の下端の連結部は、第１実施形態と同様に、円柱部１１の下端に連なる拡径部１５と、端面に形成された凹部１６を有し、拡径部１５の先端縁と凹部１６の開口端縁との間に環状端部１７が形成されている。また、下受座３は、第１実施形態と同様に、受座本体３１とフランジ３２とで構成され、受座本体３１は、上端面の開口に連なる収容室３３を有する。収容室３３は、開口部のテーパ面３４と、テーパ面３４に連なる拡径壁面３５と、拡径壁面３５の内側の凸部３６と、拡径壁面３５の底側端縁と凸部３６の底側端縁との間に環状溝３７を有する。
【００９７】
常時において、上記下受座３の拡径壁面３５と、支承本体１の下端の拡径部１５の表面とが互いに接触することにより、下受座３上の支承本体１の姿勢を安定にでき、支持力を安定して発揮できる。また、上記下受座３の凸部３６の端面３６ａと、支承本体１の下端の凹部１６の底面１６ｂとが面接触することにより、応力集中が防止され、良好な耐久性が得られる。
【００９８】
一方、地震時等において、上記上受座２と下受座３が変位するとき、上記支承本体１の上端の連結部が有する連結室１１３の内側面と、上記上受座２が有する球状凸部２０３の表面とが接触した状態で摺動する。また、上記支承本体１の下端の連結部が有する拡径部１５の表面と、下受座３が有する収容室３３の拡径壁面３５の表面とが摺動しながら、上記支承本体１の下端の連結部が有する凹部１６の底面１６ｂと、下受座３の凸部３６の端面３６ａとが転動する。上記支承本体１の上端の連結室１１３と上受座２の球状凸部２０３との間の摺動摩擦と、上記支承本体１の下端の拡径部１５と下受座３の拡径壁面３５との間の摺動摩擦により、振動の減衰作用が得られる。また、支承本体１の下端の連結部と下受座３との間で、転動面である凹部１６の底面１６ｂと凸部３６の端面３６ａとを介して荷重を伝達するので、表面損傷が低減され、良好な耐久性が得られる。
【００９９】
さらに、下受座３に対して支持本体１の下端の連結部が回動する際、下受座３の拡径壁面３５と、支持本体１の連結部の拡径部１５との間の摺動面により、支持本体１の連結部に形成された凹部１６の底面１６ｂの転動面に、下受座３の凸部３６の端面３６ａの転動面に対して実質的にすべりの無い転がりをもたらすことができる。また、下受座３の拡径壁面３５と、支持本体１の下端の連結部の拡径部１５との間の摺動面により、下受座３に対する支承本体１の回動動作を、支持本体１の下端の連結部が有する凹部１６の底面１６ｂと、下受座３が有する凸部３６の端面３６ａの形状に応じた経路に規制することができる。したがって、支承本体１の上端に連結された上受座２を介して、この上受座２に固定される建築物本体の動きを規制できる。その結果、地震時の建築物本体の動きの規制と予測が可能となるので、建築物本体の過剰な変位による被害を効果的に防止でき、また、予測される動きに応じた適正な被害防止対策を行うことができる。
【０１００】
上受座２と下受座３が最大変位をとるとき、図７に示すように、支承本体１の下端の連結部の環状端部１７が下受座３の環状溝３７に嵌合し、相互の嵌合面に作用する圧縮力で支承本体１と下受座３との更なる回動を規制する。また、支承本体１の円柱部１１の側面が、下受座３のテーパ面３４に当接し、これらの当接面に作用する圧縮力により支承本体１と下受座３との更なる回動を規制する。したがって、この免震支承は、最大変位の規制時に過大なモーメントが生じる不都合を防止して、良好な耐久性が得られる。また、上受座２と下受座３が最大変位をとるとき、支承本体１の上端の連結部が有する縮径部１１２の端面１１２ａが、上受座２の傾斜面部２０２の表面に当接して、相互の当接面に作用する圧縮力で支承本体１と上受座２との間の更なる回動を規制する。したがって、この免震支承は、最大変位の規制時に過大なモーメントが生じる不都合を防止して、良好な耐久性が得られる。
【０１０１】
さらに、上受座２の球状凸部２０３は、最大径の部分が、支承本体１の連結室１１３内に埋没するように収容されているので、上受座２に鉛直上向き成分を含む力が作用すると、球状凸部２０３の最大径の部分が連結室１１３の内側面に係止する。したがって、支承本体１に対する上受座２の分離を防止できる。また、支承本体１の下端の連結部は、拡径部１５が下受座３の拡径壁面３５に接するように収容室３３内に収容されるので、支承本体１に鉛直上向き成分を含む力が作用すると、支承本体１の下端の連結部の拡径部１５が下受座３の拡径壁面３５に係止し、これにより、下受座３に対する支承本体１の分離を防止できる。その結果、この免震支承は、抜け止め効果が得られ、建築物本体から上受座２に作用した鉛直上向き成分を含む力を、支承本体１を介して下受座３に伝えることができる。
【０１０２】
上記第３実施形態において、上受座２に球状凸部２０３を設けると共に、支承本体１の上端の連結部に上記球状凸部２０３を収容する球状の内側面を有する連結室１１３を設けたが、支承本体１の上端の連結部に球状凸部を設けると共に、上受座２に上記球状凸部を収容する球状の内側面を有する連結室を設けてもよい。
【０１０３】
すなわち、図８に示す変形例の免震支承のように、支承本体１の上端の連結部は、円柱部１１の上端に連なる円錐台形状の縮径部１１２と、この縮径部１１２の上端に形成された球状の凸部１１５を有する。また、上受座２は、建築物本体に固定される円盤状の受座本体２０５と、この受座本体２０５の中央の表面に開口する連結室２０６を有する。支承本体１の球状凸部１１５は、直径が上受座２の連結室２０６の直径よりも多少小さく形成されている。図８に示す常時の状態で、支承本体１の球状凸部１１５は、中心軸の直角方向における最大径の部分が、上受座２の連結室２０６内に埋没するように収容されている。
【０１０４】
この変形例の免震支承は、図９に示すように、上受座２と下受座３とが最大変位をなすと、支承本体１の縮径部１１２の表面が上受座２の受座本体２０５の表面に当接する。また、支承本体１の下端の連結部の環状端部１７が下受座３の環状溝３７に嵌合すると共に、支承本体１の円柱部１１の側面が、下受座３のテーパ面３４に当接する。これら支承本体１の縮径部１１２の表面と上受座２の受座本体２０５の表面との当接面に作用する圧縮力と、支承本体１の環状端部１７の表面と下受座３の環状溝３７の表面との嵌合面に作用する圧縮力と、支承本体１の円柱部１１の側面と下受座３のテーパ面３４との当接面に作用する圧縮力とにより、支承本体１と下受座３との更なる回動を効果的に規制することができる。
【０１０５】
また、上記実施形態において、下受座３の開口に環状のテーパ面３４を形成したが、このテーパ面３４は無くてもよい。すなわち、下受座３の開口に、拡径壁面３５が直接連なって形成されてもよい。この場合、上受座２と下受座３とが最大変位をとるとき、支承本体１の円柱部１１の側面は下受座３に当接しないので、支承本体１と下受座３の更なる回動の規制は、支承本体１の環状端部１７と下受座３の環状溝３７との嵌合のみによって行われる。テーパ面３４を削除することにより、下受座３の高さを削減することができる。
【０１０６】
上記第１乃至第３実施形態において、本発明の免震支承を小規模建築物としての住宅に適用したが、住宅以外の建築物や設備等に本発明の免震支承を適用することができる。例えば、店舗、工場、タンク、化学プラント装置、発電所又は変電所の建築物又は設備、橋梁、道路構造物及び鉄道施設等に、本発明の免震支承を適用できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  支承本体
２  上受座
３  下受座
１１  円柱部
１２，１５  拡径部
１３，１６  凹部
１３ｂ，１６ｂ  凹部の底面
２３，３３  収容室
２５，３５  拡径壁面
２６，３６  凸部
２６ａ，４６ａ  凸部の端面
【図１】
2010112551.tif 000003
【図２Ａ】
2010112551.tif 000004
【図２Ｂ】
2010112551.tif 000005
【図２Ｃ】
2010112551.tif 000006
【図３】
2010112551.tif 000007
【図４】
2010112551.tif 000008
【図５】
2010112551.tif 000009
【図６】
2010112551.tif 000010
【図７】
2010112551.tif 000011
【図８】
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【図９】
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