(57)【要約】【課題】安価に設置可能であり、かつ設置後の保守が容易な免震装置を提供する。【解決手段】構造物と地面との間に設置される免震装置であって、前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、前記支持体の先端に設けられた、凸曲面を有する支持プレートと、前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートとを有し、前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有する。【選択図】図１
2014114842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物と地面との間に設置される免震装置であって、
前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、
前記支持体の先端に設けられた、凸曲面を有する支持プレートと、
前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートと
を有し、
前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有する免震装置。
【請求項２】
前記支持プレート及び前記受けプレートは、いずれも金属で形成されている請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記凸曲面には、潤滑剤が塗布されている請求項１又は２に記載の免震装置。
【請求項４】
前記受けプレートの凹曲面及び前記支持プレートの全部又は一部が、ゲル状物で覆われている請求項１〜３のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項５】
前記支持プレート及び前記支持プレートが存在する高さまでの前記受けプレートが、第一のゲル状物で覆われており、残余の前記受けプレート及び前記第一のゲル状物が、前記第一のゲル状物より高い粘度を有する第二のゲル状物で覆われている請求項４に記載の免震装置。
【請求項６】
前記支持体が前記構造物に固定され、前記受けプレートが前記地面に固定されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項７】
前記支持体が前記地面に固定され、前記受けプレートが前記構造物に固定されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物と地面との間に設置され、地震等による地面の揺れを構造物に伝えにくくするとともに、その揺れが収まった後に構造物の位置を元に戻すための免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅などの構造物を地震等による地面の揺れから保護するための装置として、構造物と地面（基礎）との間に設置される免震装置が知られている。この免震装置は、地震等による地面の揺れを構造物に伝えにくくするものであり、近年、急速に設置が進んでいる。
【０００３】
免震装置としては、（１）ゴムと鋼板が交互に重なった積層ゴムを利用して、ゴムの弾性によって地震時に水平方向にゆっくり揺れるようにしたタイプ、（２）四フッ化エチレン樹脂を主成分とした材料からなるすべり材を柱の直下に設置して、特別に表面処理を施した鋼板（すべり相手材）の上を滑らせることで、地震の揺れをできるだけ建物に伝わらないようにしたタイプ、（３）建物の荷重をボールベアリングで支持し、地震時にボールベアリングがレールを転がり移動することで、地震の揺れをできるだけ建物に伝わらないにしたタイプが知られている。近年は、（３）のタイプの免震装置が利用される傾向にあり、様々な構造を持った免震装置が開発されている。
【０００４】
特許文献１には、基礎に固定される支持体と、建築物に固定され且つ前記基礎と前記建築物とが相対的に変位したときに前記支持体上を転動するボールを回転自在に保持するボール保持体と、から構成される免震装置が開示されている。そして、前記支持体は、該支持体の中央に位置し且つ前記建築物の静止時に前記ボールを支持する支持面が硬化処理された支持ブロックと、該支持ブロックの周囲に位置し且つ前記建築物が変位したときに前記ボールが転動する転動面を有する支持板と、から構成されている。
【０００５】
特許文献２には、複数の転動する球体とその球体を一定の配列に保つ保持器からなる滑り支承を建物の架台の下に取り付け、滑り支承を転動させる滑り支承転動台としての凹面付円盤型プレートの下に複数の弾性体とフラットプレートを重ねた衝撃緩衝装置を装置固定盤に載せ、建物の基礎上に設置した免震装置が開示されている。そして、滑り支承転動台の真上に滑り支承を載せ、さらに地震による全方向の動きを制御する補助装置を滑り支承と滑り支承転動台の周りに配し、建物の荷重を支持させ、地震による大きな振動変位に対して作動する球体の転動装置及び弾性体からなる衝撃緩衝装置及び建物の自重により振動変位を制御する。
【０００６】
特許文献３には、建物基礎と土台の間に取り付けた滑り支承部で滑らせて、地震の振幅する地震力を逃すことにより、建物本体の破壊を無くす滑動免振装置が開示されている。そして、前記滑り支承部は、半球面部と、該半球面部うえに連成された円筒状部とからなる鋼材と、該鋼材上に溶接され、建物土台に取り付けるための取り付け穴が形成された取り付け用鉄板を備え、前記取り付け穴から挿通した土台貫通ボルトにより土台に緊結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８８３１６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９９９０号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１２４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１及び２に記載されているボール（球体）を使用する技術では、そのボールが転動可能な状態で保持する機構が必要となり、コストが高くなる原因となっている。また、ボールとボールを転がす台は基本的に点接触することになるので、上部の構造物の重量を支えるために両者に要求される強度は必然的に高くなり、これもコストが高くなる原因となっている。ボールの設置数を増やすことを前提とすれば、両者に要求される強度は低くなるので免震装置１つのコストを下げることもできるが、ボールの設置数が多くなることから、設置費用を考慮したトータルでのコスト削減には繋がらない。
【０００９】
特許文献３に記載されている滑り支承部はボール状ではないので、それを保持する機構が不要となり、コスト削減に一定の効果があると考えられる。しかし、滑り支承部と土台が点接触していることには変わりないので、コスト削減には限界がある。また、特許文献３に記載されている免震装置では、土台が水平になっているので、地震時に滑り支承部が滑った後、元の位置には戻らない。
【００１０】
そこで、本発明は、安価に設置可能であり、かつ設置後の保守が容易な免震装置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】
【００１１】
本発明に係る免震装置は、構造物と地面との間に設置される免震装置であって、前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、前記支持体の先端に設けられた、凸曲面を有する支持プレートと、前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートとを有し、前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安価に設置可能であり、かつ設置後の保守が容易な免震装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る免震装置を住宅に設置した状態を示す側方断面図である。
【図２】図１の免震装置の平面図である。
【図３】図１の免震装置において、地震等による地面の揺れが発生したときに、支持プレートの凸曲面が受けプレートの凹曲面上を滑り上がるようにスライドした状態を示す側方断面図である。
【図４】図３における支持プレートと受けプレートの接触部近傍における状態を示す側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る免震装置は、構造物と地面との間に設置され、地震等による地面の揺れを構造物に伝えにくくするものである。なお、構造物とは、建築物を含む概念であり、一般に、複数の材料や部材から構成され、地面側の基礎などにより重量を支えられた構造で造作されたものを言う。その具体例としては、住宅、オフィスビル、駅、空港、寺院、神社、教会、城、宮殿、競技場、劇場、病院、診療所、ホテル、旅館、工場、各種施設、学校、体育館、博物館、展示場、店舗、倉庫、車庫、テレビスタジオ、展示台、保管台等が挙げられる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る免震装置を住宅に設置した状態を示す側方断面図であり、図２は、その免震装置の平面図である。図１の免震装置は、支持体としての支柱１０と、支持プレート２０と、受けプレート３０を有している。
【００１６】
支柱１０は、構造物である住宅１に鉛直方向に向けて固定されている。その固定が水平力に耐えられるように、頬杖２が設置されていてもよい。支柱１０は、円柱状でもよく、三角柱や四角柱のような角柱状でもよく、断面十字状でもよい。支柱１０は、要求される強度を保つことができる限り、内部が空洞であってもよい。支柱１０を形成する材料としては、金属、木材、プラスチック等が挙げられるが、金属が好ましい。金属としては、ステンレス、鉄等が挙げられる。支柱１０の太さは、要求される強度を保つことができるように、適宜設定することができる。
【００１７】
支持プレート２０は、支柱１０の先端下方に設けられており、その下面は凸曲面になっている。一方、受けプレート３０は、地面側のベースコンクリート５にボルト６で固定されており、その上面は凹曲面になっている。なお、受けプレート３０の設置に際しては、例えば、まずボルト６で受けプレート３０の高さを調整してからベースコンクリート５を打設し、その後に受けプレート３０に設けられたモルタル注入穴３１からモルタル７を隙間なく注入することで、高い圧縮強度を保持することができる。
【００１８】
本発明では、支持プレート２０の凸曲面は、受けプレート３０の凹曲面に接触するように設置される。通常、凸曲面は、住宅１の自重により凹曲面の最下部の位置から動かないが、地震等による地面の揺れが発生した際には、図３に示すように、凹曲面上を滑り上がるようにスライドする。これにより、地震等による地面の揺れを住宅１に伝えにくくできる。また、地震等による地面の揺れが収まると、凸曲面は、住宅１の自重により元の位置である凹曲面の最下部の位置まで滑り落ちるようにスライドする。これにより、地震等による地面の揺れが収まった後に住宅１の位置を元に戻すことができる。
【００１９】
さらに、本発明では、凸曲面は、中心部２１において凹曲面と同一の曲率半径を有する。こうすることで、凸曲面が凹曲面の最下部の位置にあるときの両者の接触面積が大きくなる（図１参照）。住宅１の重量は、実質的に凸曲面と凹曲面の接触部分で支えることになるので、この接触面積が大きくすることで、支持プレート２０及び受けプレート３０に要求される強度を下げることができ、安価な免震装置を実現することができる。
【００２０】
一方、凸曲面は、中心部２１より外側である外縁部２２において凹曲面より小さい曲率半径を有する（図４参照）。こうすることで、地震等による地面の揺れが発生して、凸曲面が凹曲面上を滑り上がるようにスライドしたときには、凸曲面と凹曲面は基本的に点接触することになる（図３及び４参照）。したがって、地震等による地面の揺れが収まった後に、凸曲面は、住宅１の自重により凹曲面の最下部の位置まで容易に滑り落ちるようにスライドすることができる。
【００２１】
凹曲面の曲率半径及び凸曲面の中心部２１の曲率半径は、凸曲面が容易にスライドできる範囲において適宜設定できるが、１００〜８００ｍｍが好ましく、３００〜６００ｍｍがより好ましく、４００〜５００ｍｍがさらに好ましく、例えば４５０ｍｍとすることができる。凸曲面の外縁部２２の曲率半径は、凹曲面の曲率半径より小さい範囲において適宜設定できるが、地震等による地面の揺れが発生した際に凸曲面が凹曲面上を容易にスライドできるようにするために、中心部２１と外縁部２２の境界が滑らかになっていることが好ましい。また、凸曲面の外縁部２２の曲率半径は、中心部２１との境界から外周に向かって連続的に小さくなっていることがより好ましい。
【００２２】
支持プレート２０の凸曲面は、上方から見て円状であることが好ましい。上方から見た支持プレート２０の凸曲面の直径ｄ１は、２０〜１２０ｍｍが好ましく、３０〜１００ｍｍがより好ましく、４０〜８０ｍｍがさらに好ましく、例えば６０ｍｍとすることができる。受けプレート３０の凹曲面は、上方から見て円状であることが好ましい。上方から見た受けプレート３０の凹曲面の直径ｄ２は、１００〜６００ｍｍが好ましく、２００〜４００ｍｍがより好ましく、２５０〜３５０ｍｍがさらに好ましく、例えば３００ｍｍとすることができる。
【００２３】
支持プレート２０の凸曲面の中心部２１は、支持プレート２０の凸曲面の中央部に位置し、上方から見て円状であることが好ましい。上方から見た支持プレート２０の凸曲面の中心部２１の直径ｄ３は、上方から見た支持プレートの凸曲面の直径ｄ１の８０〜９８％とすることが好ましく、８５〜９５％とすることがより好ましく、８８〜９２％とすることがさらに好ましく、例えば９０％とすることができる。
【００２４】
支持プレート２０及び受けプレート３０を形成する材質としては、金属、木材、プラスチック、ゴム等が挙げられるが、金属が好ましい。金属としては、ステンレス、鉄等が挙げられる。支持プレート２０の凸曲面には、潤滑剤が塗布されていることが好ましい。こうすることで、受けプレート３０の凹曲面との摩擦を減らすことができ、地震等による地面の揺れが発生したときに凸曲面が凹曲面上を滑らかにスライドできるとともに、小さな揺れでも免震効果を発揮させることができる。受けプレート３０の凹曲面の少なくとも中心付近にも潤滑剤が塗布されていることが好ましい。
【００２５】
受けプレート３０の凹曲面及び支持プレート２０の全部又は一部は、ゲル状物で覆われていることが好ましい。こうすることで、地震等による地面の揺れが発生したときに凸曲面が垂直方向に動くことを抑制することができ、凸曲面と凹曲面の接触部を風雨から保護し、経年劣化を抑制することもできる。
【００２６】
ゲル状物としては、ウレタン系、シリコン系、アスファルト系、ゴム系のゲル状物を用いることができる。使用するゲル状物は、１種でもよく、２種以上でもよい。すなわち、ゲル状物により形成する層は、１層でもよく、２層以上でもよい。また、ゲル状物で１層を形成した後、現場で高粘度化させることで、上層部から下層部へ連続的に粘度を変える方法もとり得る。
【００２７】
特に、支持プレート２０及び支持プレート２０が存在する高さまでの受けプレート３０が、低粘度ゲル状物（第一のゲル状物）４０で覆われており、残余の受けプレート３０及び低粘度ゲル状物（第一のゲル状物）４０が、低粘度ゲル状物（第一のゲル状物）４０より高い粘度を有する高粘度ゲル状物（第二のゲル状物）４１で覆われていることが好ましい。こうすることで、小さな揺れでも免震効果を発揮させることができる。
【００２８】
以上のような本発明に係る免震装置は、住宅等の構造物に安価に設置可能であり、かつ設置後の保守が容易である。なお、これまで、支持体が構造物に固定され、受けプレートが地面（ベースコンクリート）に固定される実施形態を説明したが、これを逆転させても、当然に同じ効果を発揮することができる。すなわち、支持体が地面（ベースコンクリート）に固定され、受けプレートが構造物に固定される実施形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２９】
１    住宅
２    頬杖
５    ベースコンクリート
６    ボルト
７    モルタル
１０  支柱
２０  支持プレート
２１  中心部
２２  外縁部
３０  受けプレート
３１  モルタル注入穴
４０  低粘度ゲル状物（第一のゲル状物）
４１  高粘度ゲル状物（第二のゲル状物）
ｄ１  上方から見た支持プレートの凸曲面の直径
ｄ２  上方から見た受けプレートの凹曲面の直径
ｄ３  上方から見た支持プレートの凸曲面の中心部の直径
【図１】
2014114842.tif 000003
【図２】
2014114842.tif 000004
【図３】
2014114842.tif 000005
【図４】
2014114842.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月1日(2013.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物と地面との間に設置される免震装置であって、
前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、
前記支持体の先端に設けられた、凸曲面を有する支持プレートと、
前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートと
を有し、
前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有し、
前記受けプレートの凹曲面及び前記支持プレートの全部又は一部が、ゲル状物で覆われている免震装置。
【請求項２】
前記支持プレート及び前記受けプレートは、いずれも金属で形成されている請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記凸曲面には、潤滑剤が塗布されている請求項１又は２に記載の免震装置。
【請求項４】
前記支持プレート及び前記支持プレートが存在する高さまでの前記受けプレートが、第一のゲル状物で覆われており、残余の前記受けプレート及び前記第一のゲル状物が、前記第一のゲル状物より高い粘度を有する第二のゲル状物で覆われている請求項１〜３のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項５】
前記支持体が前記構造物に固定され、前記受けプレートが前記地面に固定されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項６】
前記支持体が前記地面に固定され、前記受けプレートが前記構造物に固定されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項７】
前記支持プレートは、前記支持体の先端に固定されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項８】
構造物と地面との間に設置される免震装置であって、
前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、
前記支持体の先端に固定された、凸曲面を有する支持プレートと、
前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートと
を有し、
前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有する免震装置。
【請求項９】
前記支持プレート及び前記受けプレートは、いずれも金属で形成されている請求項８に記載の免震装置。
【請求項１０】
前記凸曲面には、潤滑剤が塗布されている請求項８又は９に記載の免震装置。
【請求項１１】
前記支持体が前記構造物に固定され、前記受けプレートが前記地面に固定されている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項１２】
前記支持体が前記地面に固定され、前記受けプレートが前記構造物に固定されている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の免震装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る免震装置は、構造物と地面との間に設置される免震装置であって、前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、前記支持体の先端に設けられた、凸曲面を有する支持プレートと、前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートとを有し、前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有し、前記受けプレートの凹曲面及び前記支持プレートの全部又は一部が、ゲル状物で覆われている。
また、本発明に係る免震装置は、構造物と地面との間に設置される免震装置であって、前記構造物及び前記地面のいずれか一方に固定される支持体と、前記支持体の先端に固定された、凸曲面を有する支持プレートと、前記構造物及び前記地面の他方に固定され、前記凸曲面が相対した状態でスライド可能な凹曲面を有する受けプレートとを有し、前記凸曲面は、その中心部において前記凹曲面と同一の曲率半径を有し、前記中心部より外側である外縁部において前記凹曲面より小さい曲率半径を有する。