(57)【要約】【課題】  簡素な構造を有し、水平方向及び上下方向の優れた免振作用を奏し、併せて水平方向の免振作用に伴う優れた位置復元作用を奏し、基礎構造体と上部構造体との間における優れた換気作用を奏する三次元免振支承体を提供する。【解決手段】  基礎構造体Ａと上部構造体Ｂとの間に介設される三次元免振支承体Ｃであって免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃnからなり、各免振支承ユニットが、（ａ）複数の硬球１２１を外枠１２２で囲んでなる複数の硬球囲繞体１２を、上下の支持板１３、１４の間に配設すると共に、複数の弾性支柱体１５を、上下の支持板１３、１４の間に架設し、且つ各硬球囲繞体１２をそれに隣接する弾性支柱体１５と連結してなる第一支承部１１と、（ｂ）第一支承部１１の上方に積層され、多数の弾性球体２２を、上下の押圧板２３、２４の間に２層以上に密接充填してなる第二支承部２１とから構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎構造体と免振の対象となる上部構造体との間に介設される三次元免振支承体であって１基又は２基以上の免振支承ユニットからなり、各免振支承ユニットが、
（ａ）複数の硬球を外枠で囲んでなる複数の硬球囲繞体を、上下の支持板の間に、各硬球が上下の支持板により挟圧されつつ上下の支持板の相対的な水平変位に伴って転動し得るように配設すると共に、複数の弾性支柱体を、上下の支持板の間に、上下の支持板の相対的な水平変位に伴って弾性変形し得るように架設し、且つ各硬球囲繞体を、その外枠において、該硬球囲繞体に隣接する弾性支柱体と網目状に連結してなる第一支承部と、
（ｂ）第一支承部の上方に積層された、少なくとも上下方向の免振作用を奏する第二支承部とからなることを特徴とする三次元免振支承体。
【請求項２】
第二支承部が、多数の弾性球体を上下の押圧板の間に２層以上に密接充填すると共に、上下の押圧板と弾性球体との各接触部及び弾性球体同士の各接触部を各々接着固定させてなる請求項１に記載の三次元免振支承体。
【請求項３】
各免振支承ユニットが、さらに、（ｃ）第一支承部の下方に積層された、第二支承部と同形態の第三支承部を包含する請求項２に記載の三次元免振支承体。
【請求項４】
第二支承部及び第三支承部における上下の押圧板の間の開口部側面に、通気孔を有する可変形性フェンスを設けた請求項２又は３に記載の三次元免振支承体。
【請求項５】
２基以上の免振支承ユニットを、基礎構造体と上部構造体との間に縦方向及び／又は横方向にわたって配列してなる請求項１〜４の何れかに記載の三次元免振支承体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎構造体と免振の対象となる上部構造体との間に介設され、基礎構造体の三次元方向の振動、即ち水平方向及び上下方向の振動をそれらが上部構造体にそのまま伝達されないように吸収免振し得るようにした三次元免振支承体に関するものであり、例えば建築物や安全地帯、避難所等の免振のために好適に適用される。
【背景技術】
【０００２】
前記三次元免振支承体は、従来、地震波による基礎構造体の複雑な三次元方向の振動に対応するために水平方向及び上下方向の各免振機構を直列又は並列に配備し（例えば特許文献２、４、５参照）、水平方向の免振機構として積層ゴム、ボールベアリング等が従来採用され（例えば特許文献２、３、４、５、６参照）、また上下方向の免振機構としてコイルスプリング、皿ばね、空気ばね等が従来採用されている（例えば特許文献１、２、４、５参照）。
【特許文献１】特公昭５５−４１３８４号公報
【特許文献２】特開平０８−２１８６７８号公報
【特許文献３】特開２０００−５５１１７号公報
【特許文献４】特開２００１−８２５４２号公報
【特許文献５】特開２００２−３７１７２５号公報
【特許文献６】特開２００５−６１２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の解決すべき課題は、従来の複雑な三次元免振支承体に比べてより簡素な構造を有し、しかも水平方向及び上下方向の優れた免振作用を奏し、併せて水平方向の免振作用に伴う優れた位置復元作用を奏し、また基礎構造体と上部構造体との間における優れた換気作用を奏する三次元免振支承体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に係る発明は、基礎構造体と免振の対象となる上部構造体との間に介設される三次元免振支承体であって１基又は２基以上の免振支承ユニットからなり、各免振支承ユニットが、
（ａ）複数の硬球を外枠で囲んでなる複数の硬球囲繞体を、上下の支持板の間に、各硬球が上下の支持板により挟圧されつつ上下の支持板の相対的な水平変位に伴って転動し得るように配設すると共に、複数の弾性支柱体を、上下の支持板の間に、上下の支持板の相対的な水平変位に伴って弾性変形し得るように架設し、且つ各硬球囲繞体を、その外枠において、該硬球囲繞体に隣接する弾性支柱体と網目状に連結してなる第一支承部と、
（ｂ）第一支承部の上方に積層された、少なくとも上下方向の免振作用を奏する第二支承部とからなることを特徴としている。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の三次元免振支承体において、第二支承部が、多数の弾性球体を上下の押圧板の間に２層以上に密接充填すると共に、上下の押圧板と弾性球体との各接触部及び弾性球体同士の各接触部を各々接着固定させてなるものである。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の三次元免振支承体において、各免振支承ユニットが、さらに、（ｃ）第一支承部の下方に積層された、第二支承部と同形態の第三支承部を包含するものである。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の三次元免振支承体において、第二支承部及び第三支承部における上下の押圧板の間の開口部側面に、通気孔を有する可変形性フェンスを設けたものである。
【０００８】
さらに、請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れかに記載の三次元免振支承体において、２基以上の免振支承ユニットを、基礎構造体と上部構造体との間に縦方向及び／又は横方向にわたって配列してなるものである。
【０００９】
請求項１に係る発明における第一支承部では、地震波による基礎構造体の水平方向の振動により、第一支承部の下方支持板が水平方向に振動したときに、上下の支持板の間において各硬球囲繞体の各硬球が転動すると共に各硬球囲繞体が上下の支持板に対して相対的に水平方向に変位し、それによって下方支持板の水平方向の振動が吸収されると共に上方支持板の水平方向の免振が実現される。また、前記下方支持板の水平方向の振動と同時に、上下の支持板の間において各弾性支柱体が弾性変形して伸縮し、それによって上下の支持板は、それらの水平方向の相対的位置が各硬球囲繞体の位置と共に各初期位置に復帰する方向に常時付勢されることになる。
【００１０】
請求項１に係る発明においては、各免振支承ユニットの構成に際して、前記水平方向の免振作用を奏する第一支承部の上方に、少なくとも上下方向の免振作用、即ち上下方向又は上下方向及び水平方向の免振作用を奏する第二支承部が積層されている。各免振支承ユニットのサイズ、即ち第一支承部及び第二支承部の各サイズについては、施工作業性、耐荷重性等を考慮して適宜選択される。前記構成の場合、地震波による基礎構造体の水平方向の振動は、前記第一支承部の水平方向の免振作用、又は前記第一支承部及び前記第二支承部の水平方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の水平方向の振動が効果的に防止され、また地震波による基礎構造体の上下方向の振動は、前記第二支承部の上下方向の免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の上下方向の振動が効果的に防止される。また、基礎構造体の水平方向の振動に対する前記のような免振作用と同時に基礎構造体と上部構造体における水平方向の相対的位置を初期位置に効果的に復元させる。
【００１１】
請求項２及び３に係る発明における、弾性球体を用いた第二支承部及び第三支承部では、地震波による基礎構造体の上下方向の振動により、下方押圧板が上下方向に振動したときに、その上下方向の振動は、上下の押圧板との間に密接充填された多数の弾性球体の伸縮により吸収され、それによって上方押圧板の上下方向の免振が実現される。さらに、前記第二支承部及び第三支承部では、地震波による基礎構造体の水平方向の振動により、下方押圧板が水平方向に振動したときにも対応することが可能であり、その水平方向の振動は、上下の押圧板との間に互いに接着されて密接充填された多数の弾性球体の伸縮により吸収され、また前記多数の弾性球体の弾性変形による伸縮により、上下の押圧板は、それらの水平方向の相対的位置が初期位置に復帰する方向に常時付勢されることになる。
【００１２】
また、前記弾性球体を用いた第二支承部及び第三支承部では、密接充填された多数の弾性球体の間の多数の空隙が空気層となり、外部との空気の流通及び換気を容易にしている。
【００１３】
請求項２に係る発明においては、各免振支承ユニットの構成に際して、前記第一支承部の上方に前記弾性球体を用いた第二支承部が積層されている。前記構成の場合、地震波による基礎構造体の水平方向の振動は、前記第一支承部及び前記第二支承部の水平方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の水平方向の振動が効果的に防止され、また地震波による基礎構造体の上下方向の振動は、前記第二支承部の上下方向の免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の上下方向の振動が効果的に防止される。
【００１４】
また、請求項３に係る発明においては、各免振支承ユニットの構成に際して、前記第一支承部の上方及び下方に前記弾性球体を用いた第二支承部及びそれと同形態の第三支承部が各々積層されている。前記構成の場合、地震波による基礎構造体の水平方向の振動は、前記第一支承部並びに前記第二支承部及び第三支承部の水平方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の水平方向の振動が効果的に防止され、また地震波による基礎構造体の上下方向の振動は、前記第二支承部及び第三支承部の上下方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の上下方向の振動が効果的に防止される。
【００１５】
請求項４に係る発明においては、第二支承部及び第三支承部における上下の押圧板の間の開口部側面に通気孔を有する可変形性フェンスが設けられている。前記フェンスは、第二支承部及び第三支承部の内部を換気可能に保護し、しかも第二支承部及び第三支承部の前記免振作用に伴う上下の押圧板の水平方向及び上下方向の相対的変位に、空気の流通を許容しつつ追従し得るものであり、例えば通気孔を有する伸縮性、可撓性、蛇腹状等の材料からなるもの等を適宜選択することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明においては、前記三次元免振支承体の構築に際して、基礎構造体及び上部構造体の規模等に応じて、２基以上の所要の免振支承ユニットが、基礎構造体と上部構造体との間に縦方向及び／又は横方向にわたって配列される。互いに隣接する免振支承ユニットの間には、必要に応じて、通気や配管等のために所要間隙が設けられる。また、必要に応じて、前記免振支承ユニットが２段以上にわたって積層されていてもよく、また前記免振支承ユニットの上方及び／又は下方に、さらに別の前記第一支承部や第二第一支承部が積層されていてもよく、或いは前記免振支承ユニットの上方及び／又は下方に、それらとは別形態の免振支承機構が積層されていても差し支えない。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、地震波による基礎構造体の水平方向の振動は、前記第一支承部の水平方向の免振作用、又は前記第一支承部及び前記第二支承部の水平方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の水平方向の振動が効果的に防止され、また地震波による基礎構造体の上下方向の振動は、前記第二支承部の上下方向の免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の上下方向の振動が効果的に防止される。また、基礎構造体の水平方向の振動に対する前記のような免振作用と同時に基礎構造体と上部構造体における水平方向の相対的位置を初期位置に効果的に復元させる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、地震波による基礎構造体の水平方向の振動は、前記第一支承部及び前記第二支承部の水平方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の水平方向の振動が効果的に防止され、また地震波による基礎構造体の上下方向の振動は、前記第二支承部の上下方向の免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の上下方向の振動が効果的に防止される。また、前記弾性球体を用いた第二支承部の採用により、基礎構造体と上部構造体との間における優れた換気作用を奏するものである。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、地震波による基礎構造体の水平方向の振動は、前記第一支承部並びに前記第二支承部及び第三支承部の水平方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の水平方向の振動が効果的に防止され、また地震波による基礎構造体の上下方向の振動は、前記第二支承部及び第三支承部の上下方向の各免振作用により吸収緩和され、それにより上部構造体の上下方向の振動が効果的に防止される。また、前記弾性球体を用いた第二支承部及び第三支承部の採用により、基礎構造体と上部構造体との間における優れた換気作用を奏するものである。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、通気孔を有する可変形性フェンスが、第二支承部及び第三支承部の内部を換気可能に保護し、しかも第二支承部及び第三支承部の前記免振作用に伴う上下の押圧板の水平方向及び上下方向の相対的変位に、空気の流通を許容しつつ追従することが可能である。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、基礎構造体及び上部構造体の規模等に応じて、２基以上の所要の免振支承ユニットを、基礎構造体と上部構造体との間に縦方向及び／又は横方向にわたって配列することにより、大規模及び小規模の上部構造体に自在に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る三次元免振支承体の縦断面図、図２は、実施例１に係る三次元免振支承体における免振支承ユニットの第一支承部の要部拡大横断面、図３は、実施例１に係る複数基の免振支承ユニットを縦横に配列してなる三次元免振支承体における上部構造体を除いた状態の平面概要図、図４は、本発明の実施例２に係る三次元免振支承体の縦断面図である。
【実施例１】
【００２３】
図１及び図２において、建築物の基礎構造体Ａと免振の対象となる上部構造体Ｂとの間に三次元免振支承体Ｃが介設され、該三次元免振支承体Ｃは、図１及び図３に示すように、複数基の免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃn（図１では免振支承ユニットＣ1及びＣ2のみ図示され、図３では免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃ16のみ図示される。）を縦方向及び横方向にわたって配列して構成され、互いに隣接する免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃnの間には配管等のための所要間隙Ｓが設けられている。
【００２４】
各免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃnは、第一支承部１１の上方に第二支承部２１を積層して構成される。
【００２５】
前記第一支承部１１は、複数の鋼製硬球１２１を鋼製円形外枠１２２で囲んでなる複数の硬球囲繞体１２を、上下の鋼製支持板１３、１４の間に、各硬球１２１が上下の支持板１３、１４により挟圧されつつ上下の支持板１３、１４の相対的な水平変位に伴って転動し得るように配設すると共に、複数のゴム製弾性支柱体１５を、上下の支持板１３、１４の間に、上下の支持板１３、１４の相対的な水平変位に伴って弾性変形し得るように架設し、且つ各硬球囲繞体１２を、その外枠１２２において、該硬球囲繞体１２の四方に隣接する弾性支柱体１５と、連結体１６を介して網目状に連結して構成される。前記連結体１６は、図示されるように弾性支柱体１５と一体の弾性体であってもよいが、それに代えて弾性支柱体１５とは異質の弾性体やばねであってもよく、或いは剛体であってもよい。
【００２６】
また、前記第二支承部２１は、多数のゴム製弾性球体２２を、上下の鋼製押圧板２３、２４の間に３層にわたって密接充填すると共に上下の押圧板２３、２４と弾性球体２２との各接触部及び弾性球体２２同士の各接触部を接着剤２５で各々接着固定させ、上下の押圧板２３、２４の間の開口部側面に伸縮性網材からなる通気孔を有する可変形性フェンス２６を設けて構成されている。中間層における端部に配置される弾性球体２２は、端部処理のために半球状に変形されている。また、互いに隣接する免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃnにおける両押圧板２３、２３は、それらの端面において相補的な凹凸形状の嵌合により接続され、それによって各免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃnの位置決めを容易にすると共に間隙Ｓを上部構造体Ｂから隔離している。なお、前記の両押圧板２３、２３は、前記以外の態様の嵌合により接続されてもよく、別部材を介して接続されてもよく、或いは端面同士の突き合わせ等で接続されてもよいが、このような両押圧板２３、２３の接続は必須のものではなく、必要に応じて採用される。
【００２７】
前記第一支承部１１の上方支持板１３と前記第二支承部２１の下方押圧板２４とは連結又は一体化され、前記複数基の免振支承ユニットＣ1、Ｃ2・・Ｃnからなる三次元免振支承体Ｃの構築に際して、前記第一支承部１１の下方支持板１４と基礎構造体Ａ及び前記第二支承部２１の上方押圧板２３と上部構造体Ｂが各々連結又は一体化される。
【実施例２】
【００２８】
図４において、三次元免振支承体Ｃ'を構成する各免振支承ユニットＣ'1、Ｃ'2・・Ｃ'nは、第一支承部１１の上方及び下方に第二支承部２１及びそれと同形態の第三支承部３１を各々積層して構成され、前記積層形態の相違以外は、実施例１の場合と実質的に同等である。第三支承部３１における弾性球体３２、上下の押圧板３３、３４、接着剤３５及びフェンス３６には、第二支承部２１におけるゴム製弾性球体２２、上下の鋼製押圧板２３、２４、接着剤２５及びフェンス２６と各々実質的に同等のものが使用されている。
【００２９】
前記第一支承部１１の上方支持板１３と前記第二支承部２１の下方押圧板２４とは連結又は一体化されると共に前記第一支承部１１の下方支持板１４と前記第三支承部３１の上方押圧板３３とは連結又は一体化され、前記複数基の免振支承ユニットＣ'1、Ｃ'2・・Ｃ'nからなる三次元免振支承体Ｃ'の構築に際して、前記第三支承部３１の下方押圧板３４と基礎構造体Ａ及び前記第二支承部２１の上方押圧板２３と上部構造体Ｂが各々連結又は一体化される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係る三次元免振支承体の縦断面図である。
【図２】実施例１に係る三次元免振支承体における免振支承ユニットの第一支承部の要部拡大横断面図である。
【図３】実施例１に係る複数基の免振支承ユニットを縦横に配列してなる三次元免振支承体における上部構造体を除いた状態の平面概要図である。
【図４】本発明の実施例２に係る三次元免振支承体の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  基礎構造体
Ｂ  上部構造体
Ｃ  三次元免振支承体
Ｃ1、Ｃ2・・Ｃn  免振支承ユニット
Ｓ  間隙
１１  第一支承部
１２  硬球囲繞体
１２１  硬球
１２２  外枠
１３  上方支持板
１４  下方支持板
１５  弾性支柱体
１６  連結体
２１  第二支承部
２２  弾性球体
２３  上方押圧板
２４  下方押圧板
２５  接着剤
２６  フェンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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