(57)【要約】【課題】  減衰ダンパを有して地震などによる大振幅となる構築物の横揺れに対処し得る免震構造にあって、大振幅となる構築物の横揺れにも対処できるようにする。【解決手段】  地盤Ｂ側と構築物Ａ側との間に配在されて地盤Ｂ側の横揺れを構築物Ａに入力させないように機能する免震支承１と、地盤Ｂ側と構築物Ａ側との間に配在されて構築物Ａにおける大振幅となる横揺れを沈静化するように機能する大振幅用減衰ダンパ２と、同じく地盤Ｂ側と構築物Ａ側との間に配在されて構築物Ａにおける小振幅となる横揺れを沈静化するように機能する小振幅用減衰ダンパ３とを有してなる。【選択図】        図１
2006292155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤側と構築物側との間に配在されて地盤側の横揺れを構築物に入力させないように機能する免震支承と、地盤側と構築物側との間に配在されて構築物における大振幅となる横揺れを沈静化するように機能する大振幅用減衰ダンパと、同じく地盤側と構築物側との間に配在されて構築物における小振幅となる横揺れを沈静化するように機能する小振幅用減衰ダンパとを有してなることを特徴とする免震構造
【請求項２】
大振幅用減衰ダンパが低速以上となるピストン速度領域における伸縮の際に所定の減衰作用を実現するのに対して、小振幅用減衰ダンパが微低速から低速となるピストン速度領域における伸縮の際に所定の減衰作用を実現するように設定されてなる請求項１に記載の免震構造
【請求項３】
大振幅用減衰ダンパが一端を構築物に連結させると共に他端を地盤に連結させてなる一方で、小振幅用減衰ダンパが一端を構築物に連結させると共に他端を免震支承に連結させてなる請求項１に記載の免震構造
【請求項４】
小振幅用減衰ダンパを連結させる免震支承が弾性転がり支承あるいは弾性滑り支承からなる請求項３に記載の免震構造
【請求項５】
弾性転がり支承が構築物に連結される弾性部と、地盤側に配在される転がり部とを有してなる請求項４に記載の免震構造
【請求項６】
弾性滑り支承が構築物に連結される弾性部と、地盤側に配在される滑り部とを有してなる請求項４に記載の免震構造
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、免震構造に関し、特に、地震などに起因する大振幅となる構築物における横揺れに対処し得ると共に同じく地震などに起因する小振幅となる構築物における横揺れにも対処し得るようにした免震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
構築物が地震などによる地盤の横揺れに対処し得るようにする免震構造としては、従来から種々の提案があるが、たとえば、特許文献１に開示の提案にあっては、構築物側と地盤側との間に配在されて一端が構築物に連結され他端が地盤に連結される免震支承と、同じく構築物側と地盤側との間に配在されて一端が構築物に連結され他端が地盤に連結される減衰ダンパとを有してなる。
【０００３】
このとき、免震支承は、上記の特許文献１では、転がり支承からなるとし、特許文献２では、弾性支承あるいは弾性滑り支承もしくはこれらの組み合せからなるとし、減衰ダンパは、特許文献１，２にあってオイルダンパからなるとし、特に、特許文献１における減衰ダンパは、その伸縮の可不可を選択可能にする切換弁を有してなるとしている。
【０００４】
それゆえ、この特許文献１に開示の提案にあっては、たとえば、地震などによる地盤の横揺れが構築物に入力される事態になるとき、免震支承によって地盤の横揺れが構築物に直接入力されるのを阻止し、また、地震などに起因して構築物が横揺れするとき、この構築物における横揺れを減衰ダンパによって速やかに沈静化し得ることになる。
【特許文献１】特開平９−２６４３７６号公報（段落０００２，図２）
【特許文献２】特開平１１−１９０１４９号公報（特許請求の範囲  請求項４，段落００１２，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の免震構造にあっては、構築物が地震などに起因して大振幅で横揺れするときにこれを沈静化し得るが、構築物における横揺れが小振幅になるときには、これを効果的に阻止できないと指摘される可能性がある。
【０００６】
すなわち、上記した特許文献１に開示の免震構造における減衰ダンパもそうであるが、凡そこの種の減衰ダンパにあっては、多くの場合に、地震などに起因して構築物が大振幅で横揺れするときに、この大振幅となる構築物における横揺れを速やかに沈静化する減衰作用を実現し得るように構成されている。
【０００７】
それゆえ、上記の減衰ダンパにあっては、地震などに起因する構築物における横揺れが小振幅となるときには、これに応じ得る減衰作用を実現し得なくなり、その沈静化を実現できないことになる。
【０００８】
このとき、減衰ダンパが有する切換弁の作動でこの減衰ダンパをいわゆるロック状態にすることで、構築物における小振幅の横揺れを阻止し得るとも言い得るが、作動油の容量が言わば大きくなる減衰ダンパにあっては、作動油のいわゆる隙間漏れや作動油の収縮が発現されるので、構築物における小振幅の横揺れを上記のロック状態では実現できないとも言い得ることになる。
【０００９】
その結果、地震などに起因する大振幅となる構築物における横揺れを速やかに沈静化するための減衰ダンパを有する免震構造にあっては、仮に減衰ダンパがロック状態にされるとしても、小振幅となる構築物における横揺れに対処できず、たとえば、構築物が住居とされるとき、住居における居住性が悪くなる不具合がある。
【００１０】
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、減衰ダンパを有して地震などに起因する大振幅となる構築物における横揺れに対処し得る免震構造にあって、小振幅となる構築物における横揺れにも対処できるようにして、その汎用性の向上を期待するのに最適となる免震構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、この発明による免震構造の構成を、基本的には、地盤側と構築物側との間に配在されて地盤側の横揺れを構築物に入力させないように機能する免震支承と、地盤側と構築物側との間に配在されて構築物における大振幅となる横揺れを沈静化するように機能する大振幅用減衰ダンパと、同じく地盤側と構築物側との間に配在されて構築物における小振幅となる横揺れを沈静化するように機能する小振幅用減衰ダンパとを有してなるとする。
【発明の効果】
【００１２】
それゆえ、この発明にあっては、構築物側と地盤側との間に免震支承と、構築物における大振幅となる横揺れを沈静化するように機能する大振幅用減衰ダンパとを有してなる免震構造において、免震支承の半数ないしはほぼ半数を弾性転がり支承あるいは弾性滑り支承に代えると共に、この弾性転がり支承あるいは弾性滑り支承に構築物における小振幅となる横揺れを沈静化するように機能する小振幅用減衰ダンパを連結することのみで、地震などに起因する大振幅となる構築物における横揺れに対処しながら同じく地震などに起因する小振幅となる構築物における横揺れにも対処し得るようになる。
【００１３】
のみならず、大振幅用減衰ダンパに加えて保障領域を異にする小振幅用減衰ダンパを有することになるから、構築物の横揺れを沈静化するときに、大振幅用減衰ダンパで保障し得ない領域を小振幅用減衰ダンパによって保障し得ることになり、それゆえ、地震などに起因する構築物における横揺れの速やかな沈静化が効率良く実現されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による免震構造は、図１に示すように、基本的には、免震支承１と、大振幅用減衰ダンパ２と、小振幅用減衰ダンパ３とを有してなる。
【００１５】
まず、免震支承１は、地盤Ｂ側と構築物Ａ側との間に配在されながら一端が、たとえば、地盤Ｂ側に連結されるのに対して他端が構築物Ａ側に連結されて、地盤Ｂ側の横揺れが構築物Ａ側に伝播されるのを阻止するもので、一般的には、図示する積層ゴムなどのゴム柱からなる弾性支承１１の他に、図示しないが、ボールアイソレータなどからなる転がり支承、および、滑り板などを有する滑り支承からなるとする。
【００１６】
そして、この発明にあっては、任意数の免震支承１が、すなわち、多くの場合に、半数ないしはほぼ半数の免震支承１が、図１に示す弾性転がり支承１２からなり、あるいは、図２に示す弾性滑り支承１３からなるとしている。
【００１７】
このとき、弾性転がり支承１２は、図１に示すように、ゴム板あるいはゴム柱などからなる弾性部１２ａと、ボールアイソレータなどからなる転がり部１２ｂとの組み合せからなるとし、弾性滑り支承１３は、図２に示すように、ゴム板あるいはゴム柱などからなる弾性部１３ａと、滑り板などを有する滑り部１３ｂとの組み合せからなるとしている。
【００１８】
ちなみに、図１に示す弾性転がり支承１２にあっては、転がり部１２ｂが地盤Ｂ側に配在され、この転がり部１２ｂの上端に連結される弾性部１２ａが構築物Ａ側に連結されるとし、図２に示す弾性滑り支承１３にあっても、滑り部１３ｂが地盤Ｂ側に配在され、この滑り部１３ｂの上端に連結される弾性部１３ａが構築物Ａ側に連結されるとしている。
【００１９】
つぎに、大振幅用減衰ダンパ２は、地盤Ｂ側と構築物Ａ側との間に配在されると共に一端が、たとえば、地盤Ｂに連結されるのに対して他端が構築物Ａに連結されて、地盤Ｂ側に対する構築物Ａ側における横揺れを沈静化するもので、図示するところでは、オイルダンパからなり、図１に示すように、このオイルダンパを構成するシリンダ体２１に対して同じくこのオイルダンパを構成するロッド体２２が出没可能に挿通されてなるとしている。
【００２０】
ちなみに、この大振幅用減衰ダンパ２たるオイルダンパにあっては、シリンダ体２１に対してロッド体２２が出没するいわゆる伸縮作動時に同じ大きさの減衰力が得られるように、すなわち、伸側および圧側の各作動時における減衰効果が同じになるように、図示しないが、両ロッド型に形成されてなるとするのが好ましい。
【００２１】
そして、オイルダンパが両ロッド型に形成されるとき、各ロッド体２２の径が同一とされて、この各ロッド体２２が連設されるピストン体（図示せず）がシリンダ体２１内に画成する二つの油室（図示せず）における受圧面積を同一にするのが好ましい。
【００２２】
なお、この大振幅用減衰ダンパ２については、所定の減衰作用、すなわち、いわゆるエネルギー吸収を可能にする限りには、上記した筒型に形成のオイルダンパに代えて、図示しないが、たとえば、ロータリダンパなど任意の構成のものが選択されて良い。
【００２３】
そして、改めて言うことの程でもないが、この大振幅用減衰ダンパ２たるオイルダンパを所定位置に配在するについて、シリンダ体２１が構築物Ａ側に一体的に保持されるとしても良いことはもちろんである。
【００２４】
ところで、この発明にあって、上記の大振幅用減衰ダンパ２たるオイルダンパは、たとえば、シリンダ体２１内でピストン体が摺動する速度、すなわち、ピストン速度が低速以上の速度領域になるときの作動油の流れで減衰作用をするように設定されてなるとするもので、言わば大容量となるオイルダンパの作動領域で適正な作動をするとしている。
【００２５】
すなわち、前記したところであるが、免震構造を構成するこの種の減衰ダンパたる大振幅用減衰ダンパ２にあっては、これが構築物Ａの地盤Ｂに対する横揺れを沈静化させるとの目的からして、多くの場合に、たとえば、図３中に実線で示すように、ピストン速度が低速以上となる速度領域（図３中に符号ａで示す領域）における作動油の流れであっていわゆる大きいストロークでの作動時における言わば多量となる作動油の流れによって所定の減衰力を発生し得るように構成されている。
【００２６】
それゆえ、この大振幅用減衰ダンパ２にあっては、図３中に破線で示すように、微低速から低速となる速度領域（図３中に符号ｂで示す領域）における作動油の流れであっていわゆる小さいストロークでの伸縮による言わば少量となる作動油の流れによっては、適正な減衰力を発生し得ないことになる。
【００２７】
そこで、この適正な減衰力を発生し得ない領域において、図３中に仮想線で示すように、適正な減衰力を保障し得るようにするのがこの発明の目的とするところで、そのため、大振幅用減衰ダンパ２を有してなる免震構造に小振幅用減衰ダンパ３を併せて配在させるとするものである。
【００２８】
そして、このことからして、この発明における小振幅用減衰ダンパ３は、所定のエネルギー吸収を具現化できる、すなわち、所定の減衰力を発生する限りには任意の構成が選択されて良いことになるが、いわゆる実施可能性を高める上から、前記した大振幅用減衰ダンパ２と同様に、オイルダンパからなるとしている。
【００２９】
そして、このとき、オイルダンパとしての構成を大振幅用減衰ダンパ２たるオイルダンパと同一の構成からなるとして、発生される減衰力をリニアに連続させることを容易にするように配慮している。
【００３０】
そしてまた、この小振幅用減衰ダンパ３としてのオイルダンパは、この実施形態では、前記したようにピストン速度に依存して減衰作用をするとしていて、ピストン速度が微低速から低速となる速度領域における作動油の流れで減衰作用をするように設定されてなるとする。
【００３１】
一方、この小振幅用減衰ダンパ３、すなわち、オイルダンパは、一端を構築物Ａに連結させながら他端を免震支承１たる図１に示す弾性転がり支承１２、あるいは、図２に示す弾性滑り支承１３に連結させてなるとするもので、これにより、地盤Ｂ側の状況に拘りなく、構築物Ａが横揺れすることを、すなわち、たとえば、構築物Ａが風で横揺れすることを抑制し得ることになる。
【００３２】
このとき、免震支承１たる弾性転がり支承１２にあっては、構築物Ａの下端に連結された弾性部１２ａに地盤Ｂ側に配在された転がり部１２ｂが連結され、また、免震支承１たる弾性滑り支承１３にあっては、構築物Ａの下端に連結された弾性部１３ａに地盤Ｂ側に配在された滑り部１３ｂが連結されてなるとしている。
【００３３】
そして、このとき、弾性部１２ａ，１３ａにおけるバネ定数は、前記した免震支承１たる積層ゴムなどのゴム柱からなる弾性支承１１におけるバネ定数に比較して小さくなるように設定されていて、この弾性支承１１が変形する前に弾性部１２ａ，１３ａが変形し得ることになるように設定されている。
【００３４】
ちなみに、弾性部１２ａ，１３ａにおける変形は、いわゆる従来技術との関連で前述したように、転がり部１２ｂあるいは滑り部１３ｂが作動する前に発現されるのはもちろんである。
【００３５】
それゆえ、この小振幅用減衰ダンパ３を免震支承１たる弾性転がり支承１２あるいは弾性すべり支承１３との間に有する構築物Ａにあっては、免震支承１たる弾性転がり支承１２あるいは弾性すべり支承１３が変形し易い弾性部１２ａ，１３ａを有するがゆえに構築物Ａが小振幅で横揺れするとき、この構築物Ａにおける横揺れを小振幅用減衰ダンパ３で沈静化することが可能になる。
【００３６】
このことからすると、この小振幅用減衰ダンパ３が連結される免震支承１は、たとえば、図４に示すように、積層ゴムなどのゴム柱からなる弾性支柱１４にあって、中間部にフランジ部１４ａを有すると共に、このフランジ部１４ａの上方であって構築物Ａ側となる弾性部１４ｂにおけるバネ定数がフランジ部１４ａの下方であって地盤Ｂ側となる支柱部１４ｃにおけるバネ定数よりも小さく設定された状態で、フランジ部１１ａに小振幅用減衰ダンパ３の他端が連結されてなるとしても良い。
【００３７】
以上のように形成されたこの発明による免震構造にあっては、免震支承１と、構築物Ａにおける大振幅となる横揺れを沈静化するように機能する大振幅用減衰ダンパ２を有する免震構造に構築物Ａにおける小振幅となる横揺れを沈静化するように機能する小振幅用減衰ダンパ３を併設することで、地震などに起因する大振幅となる構築物Ａにおける横揺れに対処しながら同じく地震などに起因する小振幅となる構築物Ａにおける横揺れにも対処し得ることになる。
【００３８】
ちなみに、このとき、構築物Ａ側と地盤Ｂ側との間に配在される免震支承１の半数ないしはほぼ半数が弾性転がり支承１２とされ、あるいは、弾性滑り支承１３とされ、この弾性転がり支承１２あるいは弾性滑り支承１３に小振幅用減衰ダンパ３が連結されるとするのはもちろんである。
【００３９】
その結果、この発明によれば、既存の免震構造にあって、配在される免震支承１の半数ないしはほぼ半数を弾性転がり支承１２あるいは弾性滑り支承１３に代えながら小振幅用減衰ダンパ３を付加するのみでその具現化が可能になり、いたずらなコスト高を招来することなく、その汎用性の向上を期待し得ることになる。
【００４０】
のみならず、この発明による免震構造にあっては、大振幅用減衰ダンパ２に加えて保障領域を異にする小振幅用減衰ダンパ３を有することになるから、構築物Ａの横揺れを沈静化するときに、大振幅用減衰ダンパ２で保障し得ない領域を小振幅用減衰ダンパ３によって保障し得ることになり、それゆえ、地震などに起因する構築物Ａにおける横揺れの速やかな沈静化が効率良く実現されることになる。
【００４１】
図５は、この発明の他の実施形態による免震構造を示すものであるが、以下には、これについて少し説明すると、この図５に示す免震構造は、前記した図１，図２および図３に示す各免震構造と同様に大振幅用減衰ダンパ２と小振幅用減衰ダンパ３とをいわゆる直列させてなるとするもので、免震支承１と構築物Ａとの間に擬似地盤Ｆが配在されてなると共に、小振幅用減衰ダンパ３における一端が構築物Ａに連結されながら他端が擬似地盤Ｆに連結されてなるとする一方で、大振幅用減衰ダンパ２における一端が地盤Ｂ側に連結されながら他端が擬似地盤Ｆに連結されてなるとしている。
【００４２】
このとき、免震支承１，大振幅用減衰ダンパ２および小振幅用減衰ダンパ３は、前記した免震支承１，大振幅用減衰ダンパ２および小振幅用減衰ダンパ３と同様の構成とされており、その機能するところについても異なるところはない。
【００４３】
また、擬似地盤Ｆは、免震支承１に支持される態様とされているので、地盤Ｂ側および構築物Ａ側からすれば、免震支承１の一部と擬制されることになり、このことからすると、大振幅用減衰ダンパ２は、上記したところに代えて、図５中に仮想線図で示すように、擬似地盤Ｆをいわゆるかわすようにして、一端が構築物Ａに連結されるとしても良い。
【００４４】
そして、図示する実施形態にあって、構築物Ａと擬似地盤Ｆとの間には、下方の免震支承１に比較すると変形限界を小さくする、すなわち、バネ定数を小さくする支承４が配在されてなるとしている。
【００４５】
それゆえ、この図５に示す免震構造にあっても、前記した免震構造の場合と同様に、小振幅用減衰ダンパ３をいわば免震支承１側となる擬似地盤Ｆとの間に有する構築物Ａにあっては、擬似地盤Ｆとの間に支承４を有するがゆえに風で横揺れするとき、小振幅用減衰ダンパ３が構築物Ａの横揺れを沈静化するように機能することになる。
【００４６】
その結果、この発明によれば、既存の免震構造に小振幅用減衰ダンパ３を付加するのみでその具現化が可能になり、いたずらなコスト高を招来することなく、その汎用性の向上を期待し得ることになる。
【００４７】
前記したところは、この発明を具現化する大振幅用減衰ダンパ２および小振幅用減衰ダンパ３がピストン速度に依存して所定の減衰作用をするとして説明してきたが、この発明が意図するところは、結果として、構築物Ａにおける大振幅となる横揺れに対処し得ると共に小振幅となる横揺れにも対処し得るようにすることであるから、これを具現化できる限りには、ピストンのストローク量に、すなわち、伸縮の振幅に依存して所定の減衰機能を発揮するとする設定であっても良いことはもちろんである。
【００４８】
また、前記したところでは、大振幅用減衰ダンパ２および小振幅用減衰ダンパ３がそれぞれオイルダンパからなるとしたが、この発明が意図するところからすれば、所定のエネルギー吸収を具現化するものである限りには、利用される流体がオイルに代えて水からなるとしても良いことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明による免震構造の一実施形態を示す図である。
【図２】この発明による免震構造の他の実施形態を原理的に示す図である。
【図３】ピストン速度に対する減衰力の特性を示す図である。
【図４】小振幅用減衰ダンパが他の実施形態による免震支承に連結されている状態を図２と同様に示す図である。
【図５】他の実施形態による免震構造を図２と同様に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  免震支承
２  大振幅用減衰ダンパ
３  小振幅用減衰ダンパ
１１  弾性支承
１２  弾性転がり支承
１２ａ，１３ａ  弾性部
１２ｂ  転がり部
１３  弾性滑り支承
１３ｂ  滑り部
１４  弾性支柱
Ａ  構築物
Ｇ  地盤
【図１】
2006292155.tif 000003
【図２】
2006292155.tif 000004
【図３】
2006292155.tif 000005
【図４】
2006292155.tif 000006
【図５】
2006292155.tif 000007